DE69230944T2

DE69230944T2 - Komprimierbares drucktuch und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69230944T2
Application number: DE69230944T
Authority: DE
Inventors: L. Byers; Toriran Flint; C. Kerr
Original assignee: Reeves Brothers Inc
Current assignee: Reeves SpA
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: RU94027280A; EP0612281B1; DE69230944D1; RU2110410C1; CA2123484C; EP0612281A1; JP3269560B2; WO1993009941A1; AU3074892A; CA2123484A1; JPH07503194A; EP0612281A4; ATE191881T1; BR9206763A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen den Bereich des Offsetdrucks und insbesondere komprimierbare Drucktücher sowie Verfahren zur Herstellung derselben für den Gebrauch in Offsetdruckpressen.
Der Einsatz sogenannter "Drucktücher" in der Offsetlithographie ist seit einigen Jahren bekannt. Im Prozeß des lithographischen Offsetdrucks wird ein Drehzylinder mit einer Druckplatte bedeckt, die einen Positivbildbereich, der für Ölfarben empfänglich und wasserabweisend ist, sowie einen Hintergrundbereich aufweist, für den das Gegenteil zutrifft. Die Druckplatte wird so gedreht, daß ihre Oberfläche mit einem zweiten Zylinder in Berührung kommt, der mit einem farbaufnehmenden Drucktuch mit Gummioberfläche überzogen ist. Die auf der Bildfläche der Druckplatte vorhandene Farbe wird auf die Oberfläche des Tuches übertragen oder versetzt. Anschließend wird Papier oder ein anderes zu bedruckendes blattförmiges Material zwischen den mit dem Tuch bedeckten Zylinder und einem starren Widerdruckzylinder geleitet, um das Bild von der Oberfläche des Tuches auf das Papier zu übertragen.
Während der Schritte, bei denen das Bild von der Platte auf das Tuch übertragen wird, und danach, wenn das Bild vom Drucktuch auf das Papier übertragen wird, ist es wichtig, einen innigen Kontakt zwischen den beiden Kontaktflächen zu gewährleisten. Dies wird gewöhnlich dadurch erzielt, daß der mit dem Tuch bedeckte Zylinder und der Auflagezylinder, mit dem er in Berührung kommt, so positioniert werden, daß es zwischen den beiden zu einer festen Interferenz kommt. Somit wird das Tuch während des gesamten Drucklaufs bis zu einer festen Tiefe zusammengedrückt, die gewöhnlich etwa 0,0508 bis 0,152 mm (0,002 bis 0,006 Zoll) beträgt. Darüber hinaus ist es auch wichtig, daß diese Kompression über das gesamte Tuch gleichförmig gehalten wird.
Diese feste Interferenz zwischen Tuch und Papiersubstrat kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß eine oder mehrere dünne Schichten Papier oder dergleichen zwischen Tuch und Zylinderoberfläche eingefügt werden, um die Stärke des Tuches zu erhöhen. Dieser Prozeß wird als "Aufziehen" eines Tuches bezeichnet.
Frühe Drucktücher, die in Verbindung mit Rotationsdruckarbeiten zum Einsatz kamen, bestanden aus einer Gewebesubstrat-Aufzugschicht, die auf eine Gummidruckfläche geklebt wurde (siehe z. B. US-Patent Nr. 2,099,024 von Lewis). Probleme in Verbindung mit diesen frühen Tüchern waren auf die Tatsache zurückzuführen, daß sich Gummi im eingeschlossenen Zustand nicht komprimieren läßt. Wenn also Druck auf die nicht komprimierbare Gummioberfläche aufgebracht wurde, dann verzog sich der Gummi und verursachte ungleichmäßige Wellen am Druckspalt, d. h. am Punkt zwischen Drucktuch und Druckzylinder. Solche Verzerrungen führten zu Farbverschmierungen und zur Kompression des Gewebeaufzugs. Ferner hatte eine wiederholte Kompression von Gummitüchern während des Druckvorgangs häufig permanente Eindrücke in dem Tuch sowie irreparable Schäden am Textilaufzug zur Folge.
In einem Versuch, viele der obengenannten Probleme zu lösen, wurden komprimierbare Drucktücher entwickelt. In Komprimierbare Tücher bestehen heute im allgemeinen aus einer mehrlagigen Gewebesubstratbasis mit einer oder mehreren komprimierbaren zellulären Schicht(en) und einer vulkanisierten elastomeren Fläche. Ein solches Drucktuch ist im GB-Patent Nr. 885,317 von Goodyear Tyre & Rubber Company beschrieben. In diesem Patent wird die komprimierbare Schicht aus einer Schicht von vulkanisiertem Gummi oder gummiähnlichem Material gebildet, das auf einen im wesentlichen flexiblen, nicht ausdehnbaren Aufzug laminiert wird. Aufgrund der Vulkanisierung ist die Oberfläche des Tuches mit mikroporösen Löchern bedeckt. Ein weiteres solches komprimierbares Tuch ist im US-Patent Nr. 3,147,698 von Ross beschrieben. In diesem Patent wird die komprimierbare Schicht durch Imprägnieren einer äußerst porösen Filzfaserbahn mit einem elastomeren Material in einer Lösung oder Wasserdispersion wie z. B. einem Naturkautschuklatex gebildet, danach wird die Bahn unter solchen Bedingungen gehärtet, daß sie ein hohes Maß an Porosität beibehält. Somit wurde ein großes Volumen von winzigen Leerstellen oder Lufträumen in dem fertigen Blatt erhalten, um die komprimierbare Schicht zu bilden, die für die Komprimierbarkeit der Bahn verantwortlich ist.
Nachfolgende Verbesserungen von Offsetdrucktüchern waren bisher darauf abgezielt, die gewünschten Eigenschaften der Volumenkomprimierbarkeit, Beständigkeit gegenüber seitlicher Verzerrung und ausreichenden Festigkeit zu erzielen, d. h. Elastizität (Formwiederherstellung) nach der Verwendung. Ein Drucktuch, das alle diese Eigenschaften besitzt, kann durch Zusammenkleben mehrerer Schichten aus Material mit einem Klebstoff gebildet werden, wobei jede Schicht eine oder mehrere der gewünschten Eigenschaften besitzt. Typischerweise wird eine Schicht aus einem festen, nicht ausdehnungsfähigen, gewebten Material verwendet, um Beständigkeit gegen umfangsmäßige und seitliche Verzerrungen des Tuches zu erzielen. Komprimierbarkeit und Elastizität werden erzielt, indem Schichten mit solchen Charakteristiken bei der Konstruktion des Tuches gewählt werden.
Herkömmliche Offsetdrucktücher weisen typischerweise eine mehrlagige Gewebebasis und eine vulkanisierte elastomere Fläche auf. Vorzugsweise werden zum Erhöhen der Komprimierbarkeit solcher Tücher eine oder mehrere zelluläre komprimierbare Schicht(en) in dem Gewebe zwischen der Basis und der elastomeren Fläche des Tuches eingebettet oder daran angebracht. Diese komprimierbaren Schichten können beispielsweise mit einer Mehrzahl von offenen (siehe z. B. US-Patent Nr. 4,442,895 von Shimura) oder geschlossenen (US-Patent Nr. 4,042,743 von Larson) Zellstrukturen gebildet werden, die innerhalb einer elastomeren Matrix verteilt sind. In dem Larson-Patent ist die komprimierbare Schicht zwischen einer oder mehreren Gewebeschichten eingeschlossen. Die komprimierbare Schicht wird dadurch hergestellt, daß Harzmikroballons in geeigneten Proportionen in ein Elastomer eingebaut werden. Der Einbau solcher Ballons in die komprimierbare elastomere Schicht erbringt eine feinzellige Struktur geschlossener Zellen.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines solchen Gummis mit geschlossenen Zellen oder teilweise geschlossenen Zellen, der Mikroballons enthält, ist in dem US-Patent Nr. 3,219,600 von Rucker beschrieben.
Ähnliche Verwendungszwecke von Mikroballons oder hohlen Mikrosphären in den komprimierbaren Schichten von Drucktüchern sind in den US-Patenten Nr. 3,700,541 von Shrimpton et al. 3,983,287 von Goossen et al und 4,770,928 von Gaworowski et al offenbart. In diesen Patenten wurden hohle Mikroballons in einem elastischen Polymer oder dergleichen imprägniert, um eine komprimierbare elastomere Folie für den Einsatz als Zwischenschicht in einem Drucktuch herzustellen.
Komprimierbare Schichten der oben beschriebenen Art sind insbesondere bei der Verhütung des Auftretens von Druckverzerrungen nützlich, d. h. einer Unschärfe, die durch eine Verformung verursacht wird, die ansonsten häufig in der Druckfläche des Tuches neben dem Druckspalt der Druckpresse auftritt. Die komprimierbare Schicht dient auch zum Absorbieren der Auswirkungen eines "Knautschers", der eine erhebliche Verformung des Tuches ist, die durch eine vorübergehende Zunahme der Dicke des zu bedruckenden Materials verursacht wird, wie zum Beispiel dann, wenn aus Versehen mehr als ein Bogen Papier zwischen Drucktuch und Widerdruckzylinder während des Druckvorgangs eingeführt wird.
Tücher der oben beschriebenen Art leiden jedoch an einer Reihe verschiedener Mängel, die ihre Haltbarkeit und die Druckqualität negativ beeinflussen. So sind sie beispielsweise für Dickenverluste anfällig, die auf eine Druckverformung von einem oder mehreren der folgenden zurückzuführen sind: das/die Gewebe, das/die zur Bildung der Tragschicht(en) verwendet wird/werden, die elastomeren Verbindungen, die zur Bildung der Fläche verwendet werden, und gegebenenfalls die Klebschichten zum Verkleben benachbarter Tuchsegmente, und/oder, bei komprimierbaren Tüchern, die komprimierbare Matrix. Außerdem leiden Drucktücher der oben beschriebenen Art häufig an der Dochtwirkung von Farbe, Wasser und Lösungsmitteln, die gewöhnlich in einer Druckerei zum Einsatz kommen, entweder durch die freiliegenden Schnittkanten der Tücher oder, wenn diese Kanten mit Hilfe eines Dichtungsmittels geschützt sind, unmittelbar durch Risse im Tuch oder in der untersten Lage des Gewebes.
Außerdem befindet sich bei Tüchern mit einer zellulären, komprimierbaren Schicht oder "Lage" (diese Begriffe werden hierin austauschbar verwendet) die komprimierbare Lage typischerweise unterhalb einer einzelnen Gewebelage, oder ansonsten unmittelbar unter der elastomeren Druckfläche. Bei dieser Anordnung wird die komprimierbare Schicht den hohen Belastungen ausgesetzt, die bei der benachbarten Druckfläche des Tuches vorliegen, wodurch die Knautschbeständigkeit solcher Tücher verringert und das Auftreten der Dochtwirkung durch die Zellen darin erhöht wird.
Außerdem erfolgt das Aufbringen der elastomeren Druckfläche auf Tücher des Standes der Technik gewöhnlich mit Hilfe einer Technik, die als Knife-over-Roll-Spreading (Messer- über-Walze-Verteilung) bezeichnet wird, bei der das Flächenmaterial zunächst in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst und dann auf die Gewebelage oder die komprimierbare Schicht aufgebracht wird. Solche organischen Lösungsmittel erfordern jedoch hochentwickelte Umweltkontrollen, damit sie für den Einsatz am Arbeitsplatz sicher sind.
Eine Anwendung dieser Technik ist im US-Patent Nr. 4,303,721 (Rodriguez et al) beschrieben. Dieses Patent schlägt auch die Verringerung der Klebrigkeit der Druckfläche durch Aufstreuen von Talk auf die Oberfläche vor der Vulkanisierung vor.
Ferner kann die Druckfläche mit Papier bedeckt werden, zusammen mit einem feinen Talk, bevor das Tuch in den Vulkanisierungsofen gelegt wird. Eine solche Technik ist im US-Patent Nr. 4,042,743 (Larson et al) und im US-Patent Nr. 4,770,928 (Gaworowski et al) beschrieben. In diesem letzteren Patent hat das Papier eine feine Oberfläche und verleiht dem Drucktuch der Beschreibung zufolge Glätte.
Ferner werden Drucktücher des Standes der Technik häufig mit Oberflächenprofilen auf ihrer elastomeren Druckfläche versehen, wobei es zu keinem akzeptablen Verhältnis zwischen der von dieser Oberfläche bereitgestellten Druckqualität und ihrer Fähigkeit kommt, das bedruckte Material in Vorbereitung auf die Annahme des nächsten Aufdrucks vom Druckzylinder freizugeben.
Es wurde nunmehr ein verbessertes mehrlagiges, laminiertes Drucktuch für den Einsatz beim Offsetdruck entwickelt, das die Nachteile der oben erörterten Tücher des Standes der Technik im wesentlichen überwindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Drucktuch bereitgestellt, umfassend eine elastomere Druckfläche mit einem Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit von mehr als etwa 0,6 um (Mikron) und von weniger als etwa 0,95 um (Mikron), um die Ablösungsfähigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Punktzunahme bei Druckvorgängen zu reduzieren.
Vorzugsweise umfassen Drucktücher gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Gewebelage und eine komprimierbare Schicht unterhalb der Druckfläche und können ferner eine Subfläche unmittelbar unterhalb der Druckfläche aufweisen, die aus einer elastomeren Verbindung von hoher Härte, hoher Zugfestigkeit und niedriger Dehnung gebildet wird. In bevorzugten Ausgestaltungen umfassen Drucktücher gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens zwei Gewebelagen zwischen der komprimierbaren Schicht und der elastomeren Druckfläche, die die komprimierbare Schicht vor wenigstens einem Teil der Belastungen schützen, die an der genannten Druckfläche auftreten. Die elastomere Druckfläche hat vorzugsweise ein Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit zwischen 0,7 und 0,9 um (Mikron). Das Drucktuch kann ferner eine Basisgewebelage mit einer Schutzschicht darauf aufweisen, um Absorption und Dochtwirkung von Wasser, Farben und Lösungsmitteln dadurch zu verhindern. Die Schutzschicht kann vorzugsweise ein Fluorkohlenwasserstoff- oder ein Silikonmaterial umfassen.
In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen umfaßt wenigstens eine der Gewebelagen eine Mehrzahl von Kett- und Schußfasern oder -garnen, die ein Gewebesubstrat bilden, sowie ein Bindematerial, das im wesentlichen wenigstens eine Seite des Gewebesubstrats imprägniert, wobei das Bindematerial keinen wesentlichen Beitrag zur Gesamtstärke des teilweise imprägnierten Gewebesubstrats leistet und eine Mehrzahl von Zellen in einer Menge enthält, die ausreicht, um der Gewebelage erhöhte Komprimierbarkeitseigenschaften zu verleihen. In bevorzugten Ausgestaltungen haben die Kettfasern oder - garne eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 26,25 kN/m (150 lbs pro Zoll), die Schußfasern oder -garne haben eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 10,5 kN/m (60 lbs pro Zoll), und das Gewebesubstrat hat ein Gewicht zwischen etwa 0,14 und 0,27 kg/m² (4 bis 8 Unzen pro Quadratyard). Wenigstens eine der genannten Gewebelagen kann mit einer Schutzschicht versehen werden, um Absorption und Dochtwirkung von Wasser, Farben und Lösungsmitteln dadurch zu verhindern. Die genannte Schutzschicht kann ein Fluorkohlenwasserstoff- oder ein Silikonmaterial umfassen.
Die komprimierbare Schicht besteht vorzugsweise aus einer Matrix mit einer Mehrzahl von geschlossenen Zellen, die im wesentlichen gleichförmig und so dadurch verteilt sind, daß die genannte Schicht im wesentlichen gleichförmige Kompressionscharakteristiken aufweist. Die genannte Matrix ist vorzugsweise ein flexibles thermoplastisches oder elastomeres Material.
Die Zellen oder geschlossenen Zellen können aus Mikrosphären mit einem Durchmesser zwischen etwa 1 und 200 um (Mikron) gebildet werden, und die Mikrosphären sind relativ gleichmäßig durch das Bindematerial und/oder die Matrix dispergiert. Die Mikrosphären können aus einem Material gebildet sein, das ausgewählt wurde aus der Gruppe bestehend aus Thermoplastharzen, Duroplastharzen, Keramik, Glas und Sintermetallen. Die Mikrosphären weisen vorzugsweise eine Oberflächenschicht auf, die die Bindung mit dem Bindematerial oder der Matrix erleichtert. In bevorzugten Ausgestaltungen liegen die Mikrosphären in dem Bindematerial und/oder der Matrix mit einer Konzentration von etwa 4 bis 90 Gewichtsprozent vor.
In einer alternativen Ausgestaltung können die Zellen oder geschlossenen Zellen aus Gasblasen gebildet werden, die in dem Bindematerial und/oder der Matrix eingeschlossen sind.
Das Bindematerial ist vorzugsweise ein Thermoplastharz, ein Duroplastharz, ein Polyurethan oder ein natürliches oder synthetisches Elastomer. Das Elastomer kann ein Nitril-, Neopren- oder ein Acrylelastomer sein.
In einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Drucktuches mit verbesserter Ablösbarkeit und verringerter Punktzunahme bei Druckvorgängen bereit, umfassend das Bereitstellen eines Drucktuches mit wenigstens einer Gewebelage, einer elastomeren Druckfläche und einer dazwischen positionierten komprimierbaren Schicht; und Schleifen der Druckfläche auf ein Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit über etwa 0,6 um und unter etwa 0,95 um. Eine Subfläche kann unterhalb der Druckfläche vorgesehen werden, um die Stabilität der Druckfläche und ihre Schnittbeständigkeit zu verbessern, und eine Auflagegewebelage kann vorgesehen werden, um die übrigen Schichten zu tragen. Die Auflagegewebelage kann eine Schutzschicht aufweisen, um Absorption oder Dochtwirkung von Fluiden in das Tuch zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung wird wenigstens eine zusätzliche Gewebelage verwendet, und die zusätzliche(n) Gewebelage(n) befindet/befinden sich zwischen der Druckfläche und der komprimierbaren Schicht. Wenigstens eine der Gewebelagen kann eine komprimierbare Gewebelage sein, und die Druckfläche kann so geschliffen werden, daß sie ein Oberflächenprofil mit einer Rauhigkeit zwischen 0,7 und 0,9 um hat. Das komprimierbare Gewebe kann dadurch hergestellt werden, daß ein Gewebesubstrat in eine Latexlösung aus elastomerem Material getaucht wird, das Mikrosphären darin enthält, und daß überschüssiges Matrixmaterial durch Abschaben des Gewebes mit einem Rakelmesser beseitigt wird.
Somit stellt die vorliegende Erfindung in ihren Ausgestaltungen ein Drucktuch bereit, das eine verbesserte Elastizität und Beständigkeit gegenüber Dickenverlust im Gegensatz zu Tüchern aufweist, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Drucktuch mit verbesserter Beständigkeit gegenüber Quellen und Abblättern bereit, verursacht durch Absorption oder Dochtwirkung von Farbe, Wasser und Lösungsmitteln, die in einer Druckerei gewöhnlich zum Einsatz kommen. Ferner können diese Drucktücher zusätzlich eine verbesserte Knautschbeständigkeit und eine verbesserte Aufzugsbreite bieten, ohne daß die Druckqualität eingebüßt wird.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Drucktuch mit verbesserter Beständigkeit gegenüber elastomerem Druckflächenschnitt sowie gegenüber dem daraus folgenden Quellen und Abblättern bereit, das infolge solcher Schnitte entstehen kann, wobei die genannte Fläche ein spezifisches Oberflächenprofil aufweist, das die Punktzunahme beim Drucken reduziert und dabei gute Ablösungscharakteristiken aufrechterhält. Außerdem erzeugt die vorliegende Erfindung diese Tücher mit einer Technik, die mit verringerten Prozeßlösungsmittelkonzentrationen auskommt.
Fig. 1 ist eine stark vergrößerte Schnittansicht durch ein laminiertes, komprimierbares Drucktuch, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 2 ist eine Kurve, die die Knautschtestergebnisse illustriert und vergleicht, die mit einem Drucktuch des Standes der Technik (d. h. dem Tuch 2000 + SR) bzw. dem Tuch Nr. 5056 erhalten wurden, und
Fig. 3 illustriert graphisch die Ergebnisse von Knautschtests, die mit einem Tuch des Standes der Technik (d. h. dem Tuch 5060) und zwei Variationen des Tuches (d. h. den Tüchern 5063 SR und 5063 SRF) durchgeführt wurden, und vergleicht sie miteinander.
Wie in Fig. 1 illustriert, umfaßt das Drucktuch 10 der vorliegenden Erfindung mehrere Lagen, die zu einer einzelnen, einheitlichen Struktur geschichtet wurden. Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung werden nachfolgend alle diese Lagen zusammen mit ihren zugehörigen Merkmalen nacheinander erörtert.
Für die Zwecke der vorliegenden Erörterung beziehen sich die Begriffe "unten", "untere" und dergleichen auf den Teil einer einzelnen Lage oder eines Stapels von Lagen, der sich dem Druckzylinder am nächsten befindet, auf den das erfindungsgemäße Tuch installiert wird. Umgekehrt beziehen sich die Begriffe "oben" oder "obere" auf den Teil einer einzelnen Lage oder eines Stapels von Lagen, der sich von dem Druckzylinder am weitesten entfernt befindet.
Die unterste Lage 12 des Tuches 10 beinhaltet ein neuartiges Gewebesubstrat, das verbesserte Beständigkeit gegenüber seitlicher Verzerrung sowie Dochtwirkung aufgrund des Transports von Lösungsmittel oder Gas sowie gegenüber Dickenverlust bietet und gleichzeitig Eigenschaften wie Druckverformung, Elastizität, Formwiederherstellbarkeit, Knautschbeständigkeit und Komprimierbarkeit des Tuches verbessert.
Das Gewebesubstrat der Lage 12 besteht aus Kettfasern 14 und Schußfasern 16, die aus natürlichem oder synthetischem Material hergestellt sind. Diese Fasern können gewebt oder ungewebt und aus Spinnfaser- oder Filamentgarn der gewünschten Länge hergestellt sein. Baumwolle, Polyster, Nylon und Reyon sind typische Materialien, die als Fasern oder Garne des Gewebesubstrats der Lage 12 zum Einsatz kommen können.
Die Kettfasern werden vorzugsweise aus natürlichen Materialien wie Baumwolle hergestellt, wohingegen die Schußfasern aus synthetischen Textilien wie z. B. Reyon bestehen. Sowohl Kett- als auch Schußfasern oder -garne sollten eine Zugfestigkeit von wenigstens 206,9 kPa (30 psi) haben. Das Substrat hat vorzugsweise eine Garnstärke pro cm (Zoll), die zwischen etwa 21,67 und 24,034 (55-61) (Kettfaden) und 22,458 und 24,822 (57-63) (Schußfaden) liegt. Das Gewebesubstrat hat ein Gewicht zwischen etwa 0,197 und 0,210 kg/m² (5,8 bis 6,2 Unzen/Quadratyard) und eine Stärke zwischen 0,356 und 0,406 mm (0,014 und 0,016 Zoll) (auch als Feinheitsnummer bezeichnet). Die Kettrichtung hat eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 26,25 kN/m (150 lbs/Zoll), während die Zugfestigkeit der Schußrichtung etwa 10,5 kN/m (60 lbs/Zoll) beträgt. Außerdem sollte in der bevorzugten Ausgestaltung das Gewebesubstrat zu einer Restdehnung von nicht mehr als etwa 1,9% in der Lage sein.
Gewebe, die für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet sind (zusätzlich zu denen, die in dem Beispiel unten dargelegt sind, das die beste bekannte Art der Umsetzung der Erfindung ausführlich beschreibt) beinhalten unter anderem die in dem US-Patent Nr. 4,042,743 von Larsen et al offenbarten. Im allgemeinen können in den mit der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden Gewebelagen die Faser- oder Garnstärken pro cm (Zoll) für die Kett- oder die Schußrichtung je nach dem Denier der Faser oder des Garns zwischen 7,9 (20) und 59 (150) variieren. Außerdem können Gewebegewichte von 0,068 (2) bis 0,27 (8), vorzugsweise etwa 0,14 (4) bis 0,27 kg/m² (8) (Unzen pro Quadratyard), und Stärken von 0,13 bis 0,76 mm (0,005 bis 0,03") für bestimmte Anwendungen der verschiedenen Gewebelagen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die unterste Gewebelage 12 sowie die Zwischengewebelagen 32 und 34 (nachfolgend erörtert) werden jeweils in ein Beschichtungsmaterial 18 eingetaucht und sorgfältig damit durchtränkt, um diese Lagen farb-, wasser- und lösungsmittelabweisend zu machen. Das Beschichtungsmaterial wird insbesondere so gewählt, daß es bestimmte Anforderungen von Nicht-Dochtwirkungstests erfüllt. Beim Dochtwirkungstest von Geweben werden diese, wie oben beschrieben, mit dem dochtwirkungsfreien Beschichtungsmaterial überzogen, es wird eine bestimmte Menge an Lösungsmittel auf eine Unterkante davon aufgebracht und die Aufwärtsentfernung (in mm) ermittelt, die das Lösungsmittel in einer Stunde innerhalb des Gewebes zurücklegt. Die mit dem oben aufgezeigten Verfahren getesteten Lösungsmittel sind unter anderem Wasser, Ronolen und Toluol. Vorzugsweise sollte es bei diesen Lösungsmitteln zu keinerlei Dochtwirkung im Gewebe kommen. Es wurde jedoch gefunden, daß eine Penetration von Toluol von bis zu etwa zwanzig (20) mm und von Ronolen von etwa 5 mm noch akzeptable Ergebnisse mit der Verwendung solcher beschichteten Gewebe in dem erfindungsgemäßen Drucktuch erbringt. Viele Gewebehersteller können, wie nachfolgend erörtert wird, zufriedenstellende Beschichtungen anbieten, die diese Anforderungen erfüllen oder übertreffen.
Diese Beschichtungsbehandlung, die nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, hat keine signifikante Auswirkung auf den Reibungskoeffizienten zwischen der Innenseite des Tuches 10 und der Außenseite des Druckzylinders und erhöht somit den Verschleiß des Tuches 10 aufgrund der Rotation des Druckzylinders nicht merklich. Daher ist kein spezielles Mischen und/oder Härten für die untere Gewebelage 12 erforderlich.
Das Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise ein Fluorkohlenwasserstoff mit einer Lösungsmittel- oder Wasserbasis und hat eine solche niedrige Viskosität, d. h. im wesentlichen dieselbe wie Wasser, daß eine vollständige Penetration der auf diese Weise behandelten Gewebelagen möglich ist. Durch diese Beschichtungsbehandlung wird die Möglichkeit der Dochtwirkung z. B. von Farben, Wasser und/oder Lösungsmitteln durch die Innenkanäle in dem Gewebe wirksam ausgeschlossen. Es ist somit nicht mehr notwendig, wie dies im Stand der Technik der Fall war, die Kanten des Tuches zu verschließen, um Dochtwirkung von den offenen, abgeschnittenen Kanten zu verhindern. Alternativ können jedoch auch zahlreiche andere Behandlungsmaterialien wie z. B. Silikonverbindungen mit ähnlichen wasser- und lösungsmittelbeständigen Eigenschaften anstelle des Fluorkohlenwasserstoffmaterials eingesetzt werden.
Als nicht begrenzende Beispiele sind eine Reihe nützlicher Fluorkohlenwasserstoff- und Silikonbeschichtungsverbindungen in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2116597, veröffentlicht am 1. Mai 1990, aufgeführt.
Diese Materialien sind unter anderem AG (d. h. "Asahi Guard") 310, 340, 530, 550, 640, 650, 710, 730, 740, 780, 800; S (d. h. "Surflon") 111, 112, 113, 121, 131, 132, 141, 145, 381, 382, die alle Produkte von Asahi Glass Co., Ltd sind; "Unidyne" DS-101, 102, 202, 301, 401, 402, 501, 502 (hergestellt von Daikin Ltd); "Paraguard" L80, 30, 61, 0- 400, 650, F-5 (hergestellt von der Oh-hara Palladium Chemical Co., Ltd); "New-Stecker" AR 10, SWR, WR 40, WR 44, WR 50, NK Guard (hergestellt von Nikka Chemical Industrial Co. Ltd) und "Solvent" TX, ein Produkt von Hoechst Japan, Ltd.
Das/die für den Einsatz mit der Erfindung gewählte(n) Beschichtungsmaterial(ien) kann/können beispielsweise aufgebracht werden, bevor die verschiedenen Lagen zur Bildung des Tuches 10 aufeinander geschichtet werden, indem diese Lagen zunächst mit dem Beschichtungsmaterial imprägniert und das beschichtete Gewebe dann mit in der Technik bekannten Verfahren getrocknet wird. Alternativ kann das Beschichtungsmittel nach der Herstellung des Tuches 10 aufgebracht werden, beispielsweise mit Hilfe einer Beschichtungswalze, einer Sprühvorrichtung, einem Pinsel oder dergleichen.
Wie oben bemerkt, werden "Standard"-Gewebe, d. h. diejenigen, die typischerweise bei der Herstellung von Gewebelagen für Offsetdrucktücher zum Einsatz kommen, mit einem Schutzüberzug wie oben beschrieben von zahlreichen Textilherstellern wie Wamsutta, eine Abteilung der Springs Industries, Inc. und Technofabric S. p. A. angeboten. Auf diese Weise können Kapitalauslagen und Produktionszeit seitens Tuchhersteller minimal gehalten werden, indem solche Gewebe zur Bildung der Gewebelagen verwendet werden, anstatt einen Beschichtungsschritt wie oben beschrieben in den Tuchherstellungsprozeß einzubauen. Solche beschichteten Gewebe sind zwar, wie oben erwähnt, in der Technik bekannt, sie wurden jedoch bisher nicht bei der Produktion von komprimierbaren Drucktüchern des hierin beschriebenen Typs eingesetzt.
Die Gewebelage 12 wird zusätzlich, jedoch nur auf ihrer Oberseite, mit einem Matrixmaterial 20 aufstreichbeschichtet, kalandriert, tauchbeschichtet oder auf eine andere Weise kontaktiert. Geeignete Matrixmaterialien sind unter anderem Thermoplastharze, Duroplastharze, Polyurethane und natürliche oder synthetische Elastomere. PVC und andere Polyolefine sind geeignete Thermoplastharze, während bevorzugte Polyurethane mit verbesserter Hydrolysestabilität in den US-Patenten 5,001,208 von Damewood et al und 5,013,811 von Ross et al offenbart sind.
Der Fachkundige ist sich einer Reihe verschiedener Techniken für das Auftragen dieser Matrixmaterialien in flüssiger Form (d. h. durch eine Lösungsmittellösung oder eine Latexdispersion) auf ein Gewebesubstrat bewußt.
Die am besten für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeigneten Elastomere stammen von den Acrylonitril-, Neopren- und Acrylfamilien. Polysulfide, allein oder in Kombination mit Acrylonitril oder Neopren, können ebenfalls verwendet werden. Bei Bedarf kann ein beliebiges natürliches oder synthetisches Elastomer zum Einsatz kommen, und solche Materialien werden für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Wie oben erwähnt, kann das Elastomer als Latexdispersion oder mit Hilfe eines Lösungsmittelträgers auf das Gewebe aufgebracht werden. Latexzemente dieser Elastomere werden bevorzugt. Das am meisten für die Herstellung der Matrix bevorzugte Elastomer ist ein selbsthärtendes Nitril- Latexelastomer mit einem Gesamtfeststoffgehalt zwischen etwa 30 und 60%, vorzugsweise zwischen etwa 45 und 50%, am meisten bevorzugt werden etwa 47%. Der pH-Wert dieses Materials sollte geringfügig auf der sauren Seite liegen, d. h. vorzugsweise im Bereich von etwa 6 bis 7. Die bevorzugte Viskosität für das Matrixmaterial liegt im Bereich zwischen etwa 14 und 20 PaS (14.000 bis 20.000 cps), am meisten bevorzugt werden etwa 15 PaS (15.000 cps).
Das mit den Gewebelagen zum Einsatz kommende Matrixmaterial enthält zusätzlich eine Mehrzahl von Zellen in einer Menge, die ausreicht, um dem Gewebe eine erhöhte Komprimierbarkeit zu verleihen. In einer ersten Ausgestaltung können die Zellen geschlossene Zellen sein, die mit Hilfe einer Mehrzahl von Mikrosphären gebildet wurden. Im allgemeinen werden die Mikrosphären aus Materialien wie z. B. Thermoplastharze, Duroplastharze, Keramik, Glas und Sintermetalle hergestellt. Ein bevorzugtes Duroplastharz zur Herstellung der in der Erfindung zum Einsatz kommenden Mikrosphären ist ein Phenolharz mit einer Dichte zwischen etwa 0,01 und 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter. Der Durchmesser der Mikrosphären liegt zwischen etwa 1 und 200 und vorzugsweise zwischen 50 und 130 Mikron, wobei eine Durchschnittsgröße von etwa 90 um am meisten bevorzugt wird. Sie sind relativ gleichmäßig durch das Matrixmaterial dispergiert, so daß sie nach dem Aufbringen der Matrix auf die Gewebelage sorgfältig in ihren Gewebelücken eingebettet werden. Somit imprägniert das hierin beschriebene, mit den Mikrosphären beladene Material nach dem Auftragen das Gewebesubstrat in starkem Ausmaß und verkapselt es auf seiner Oberseite.
Im allgemeinen sind die Mikrosphären gleichmäßig durch das Elastomer auf eine solche Weise verteilt, daß ein merkliches Zerquetschender Mikrosphären vermieden wird. Außerdem werden die Mikrosphären mit einer Konzentration von etwa 4-90% und vorzugsweise 10-70% des Feststoffgehaltes in das elastomere Material eingebaut. Diese prozentuale Konzentration ist von Faktoren wie der Größe der Mikrosphären, der Wandstärke und der Rohdichte oder davon abhängig, ob zusätzlich Blähmittel in die Matrix eingebaut werden.
Zur Bildung der Zellen in der oben beschriebenen Ausgestaltung kann einer Lösung oder Dispersion der Matrix jede beliebige aus einer breiten Palette von Mikrosphären zugegeben werden. Werden Lösungsmittellösungen verwendet, dann müssen die gewählten Mikrosphären gegen chemische Angriffe von den Lösungsmitteln beständig sein.
Es werden mehrere akzeptable Typen von thermoplastischen Mikrosphären für den Einsatz mit der vorliegenden Erfindung im Handel angeboten, wie beispielsweise von Expancel sowie Pierce & Stevens. Mikrosphären aus einem Thermoplastharz werden für diese Ausgestaltung bevorzugt.
Wenn die Mikrosphären in der Matrix dispergiert sind und die Matrix auf das Gewebesubstrat aufgebracht ist, dann werden die auf diese Weise beschichteten Gewebe beispielsweise über heiße Dosen oder Hängedämpfer oder durch einen Ofen mit einer Temperatur geleitet, die ausreicht, um eine vollständige Ausdehnung der Mikrosphären zu bewirken, so daß die Matrix in dem Gewebe eingeschlossen wird. Bei dem sogenannten "Ausdehnungsdurchgang" können zusätzliche Beschichtungen für bestimmte Anwendungen auf die Gewebesubstrate aufgebracht werden. Alternativ kann jedoch, wenn vorausgedehnte Mikrosphären bei der Behandlung des Gewebes verwendet werden, der oben beschriebene Erhitzungsschritt weggelassen werden.
Bei Bedarf können die Mikrosphären ferner mit einem Überzug beschichtet werden, um ihre Bindung mit dem Matrixmaterial zu fördern. Pierce & Stevens vermarktet Mikrosphären unter dem Handelsnamen DUALITE, die mit einer aus einer Reihe verschiedener Beschichtungen überzogen sind, wie z. B. Talk, Calciumcarbonat, Zinkoxid, Titandioxid, Glimmer, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Antimonoxid, Ton, Silika und Aluminiumtrihydrat. Durch eine sachgemäße Auswahl des Sphären/Beschichtungsverbundstoffs wird die Bindung zwischen Gewebe und Elastomermatrix noch weiter verbessert. Das US-Patent Nr. 3,615,972 von Morehouse offenbart eine Reihe von Techniken, die bei der Herstellung von Mikrosphären des für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeigneten Typs zum Einsatz kommen.
In einer alternativen Ausgestaltung können Zellen in der Matrix gebildet werden, indem mechanisch Luft in ein matrixbildendes Material eingeleitet wird, bevor dieses auf das Gewebe aufgebracht wird, beispielsweise durch Begasung oder Rühren. Ein weiteres Mittel zur Erzeugung von Zellen besteht darin, chemische Blähmittel (es wird auch der Begriff Schaumbildungsmittel verwendet) zu verwenden, die sich zu Gasen zersetzen, während sie in einer Verbindung erhärten. Eine solche Klasse von Blähmitteln sind die CellogensTM, die von Uniroyal hergestellt werden (Cellogen ist ein eingetragenes Warenzeichen von Uniroyal). Cellogens zersetzen sich in Anwesenheit von Wärme, die während des Härtungsprozesses aufgebracht werden kann. Es sind zahlreiche weitere Typen von Blähmitteln mit einer breiten Palette an Zersetzungseigenschaften im Handel erhältlich, wie z. B. diejenigen, die im US-Patent Nr. 4,548,858 von Meadows beschrieben sind (siehe z. B. Sp. 4, Zeilen 53-66).
Die oben beschriebene komprimierbare Gewebelage ist besonders nützlich in Anwendungen wie dem derzeit offenbarten Drucktuch, da in einem Drucktuch bekanntermaßen wenig Raum vorhanden ist und somit die für die verschiedenen Lagen solcher Tücher zur Verfügung stehenden begrenzten Abmessungen die dem Designer solcher Tücher zur Verfügung stehenden Strukturoptionen äußerst stark begrenzen. Es wurde gefunden, daß wenigstens ein Teil der Komprimierbarkeit, die zuvor hauptsächlich durch die komprimierbare Polymerlage gegeben war, auf die Gewebelagen übertragen werden kann, so daß gleichzeitig eine große Größenverringerung der zugehörigen komprimierbaren Schicht ermöglicht wird.
Unmittelbar oberhalb der Gewebelage 12 befindet sich die komprimierbare Schicht 24. Die Schicht 24 umfaßt eine Mehrzahl von geschlossenen Zellen 26, die in einem Binder eingebettet sind. Die Zellen 26 widerstehen der stärkeren und permanenteren Verformung in dem Tuch 10, die ansonsten bei Abwesenheit einer solchen Schicht entstehen würde.
Der Binder 28 besteht aus einer geeigneten elastischen Polymermatrix, in die eine bestimmte Menge an zellbildenden Materialien gleichmäßig zur Bildung einer Verbindung dispergiert werden. Diese zellbildenden Materialien können aus denselben Materialien ausgewählt werden, die zur Herstellung der Zellen in der Gewebelage 12 zum Einsatz kommen, d. h. Mikrosphären (beschichtet oder unbeschichtet) und/oder Blähmittel. Als Matrixmaterialien werden Elastomere bevorzugt, wobei eine Mischung aus Neopren und Nitril am meisten bevorzugt wird.
Die Verbindung wird typischerweise auf die Gewebelage 12 aufgebracht, um die komprimierbare Schicht darauf zu bilden, indem eine Reihe von dünnen Schichten in aufeinanderfolgenden Anwendungen aufgetragen werden. Schichten von etwa 0,05 mm (0,002 Zoll) sind eine geeignete Dicke für diese Anwendung.
Die komprimierbare Schicht 24 kann beispielsweise mit Hilfe einer Schicht aus einem geeigneten Klebstoff 30 auf die Gewebelage 12 aufgeklebt werden. Der Klebstoff 30 ist vorzugsweise ein compoundierter Nitrilkautschuk, bei Bedarf können statt dessen aber auch eine Reihe verschiedener elastomerer Klebstoffe auf Wasser- und Lösungsmittelbasis zum Einsatz kommen, die in der Technik gut bekannt sind. Der jeweilige Klebstoff ist von den spezifischen Elastomeren abhängig, die zur Herstellung der Lagen verwendet werden. Diese Bindung kann alternativ oder zusätzlich durch eine chemische Reaktion beeinflußt werden, die zwischen der Gewebelage 12 und der Verbindung stattfindet, ausgelöst durch den nachfolgenden Härtungsprozeß. Die komprimierbare Schicht 24 kann weiterhin alternativ durch Aufbringen der Verbindung auf eine Ablöseschicht, durch Härten der Zusammensetzung, Abziehen der gehärteten Verbindung von ihrer Ablöseschicht und Aufkleben der Lage 24 auf die Gewebelage 12 mit Hilfe einer Klebstoffschicht 30 gebildet werden. Die Verbindung kann auch durch Extrusion oder Kalandrierung auf die Gewebelage 12 aufgebracht werden. Alternativ kann die komprimierbare Schicht 24 bei Bedarf auf den unteren Teil einer Gewebelage 32 (nachfolgend erörtert) aufgebracht werden, die sich unmittelbar über der Schicht 24 befindet, anstatt auf den oberen Teil der Gewebelage 12, wie oben beschrieben wurde.
Unmittelbar über der komprimierbaren Lage 24 befindet sich ein mehrlagiger Zwischengewebestapel, der aus wenigstens zwei Gewebelagen besteht. Der Deutlichkeit halber bei der Beschreibung der Erfindung zeigt Fig. 1 das Tuch 10 mit zwei Gewebelagen 32, 34, d. h. jeweils eine "mittlere" und eine "obere" Gewebelage, aber diese Anordnung ist nicht als die Erfindung begrenzend anzusehen, da zusätzliche Gewebelagen (d. h. mehr als 2) an dieser Stelle eingebaut werden können, wenn dies für eine bestimmte Anwendung gewünscht wird. Die Lagen 32 und 34 werden aneinander und an die komprimierbare Schicht 24 mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes 30 wie z. B. einem compoundierten Nitrilkautschuk geklebt.
Komprimierbare Drucktücher des Standes der Technik wurden typischerweise so hergestellt, daß sich die komprimierbare Lage unter einer einzelnen Gewebelage oder unmittelbar unter der Druckfläche befand. Ein zusätzliches neuartiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, das erwähnungswert ist, besteht darin, daß sich die komprimierbare Schicht 24 unter wenigstens zwei Gewebelagen befindet, d. h. 32 und 34, wobei die beiden genannten Lagen nachfolgend ausführlicher erörtert werden. Durch diese Anordnung wird die komprimierbare Schicht 24 vor den höheren Belastungen geschützt, die typischerweise auf der Druckfläche solcher Tücher anzutreffen sind, was ein höheres Maß an Knautschbeständigkeit für das Tuch 10 sowie eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Dochtwirkung von Flüssigkeiten durch die Zellen ergibt.
Die Gewebelagen 32 und 34 sind der oben erörterten Gewebelage 12 in vielerlei Hinsicht ähnlich, und zwar dahingehend, daß das Gewebesubstrat der Lagen 32 und 34 jeweils aus Kettfasern 36, 38 und Schußfasern 40, 42 besteht, die aus natürlichem oder synthetischem Material gebildet sind. Diese Fasern können, wie die Lage 12, gewebt oder ungewebt sein und Spinnfaser- oder Filamentgarn der gewünschten Länge umfassen. Die Kettfasern bestehen vorzugsweise aus natürlichem Material wie Baumwolle, während die Schußfasern aus synthetischen Textilien wie z. B. Reyon bestehen. Sowohl die Kett- als auch die Schußfasern oder -garne sollten eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 206,9 kPa (30 psi) haben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung hat die mittlere Lage 32 eine Garnstärke pro Zentimeter (Zoll) zwischen etwa 29,5 und 31,5 (75-80) (Kettfaden) sowie 20,9 und 22,8 (53-58) (Schußfaden). Die entsprechenden Werte für die obere Lage 34 sind jeweils 39,4 bis 41,3 (100-105) (Kettfaden) und 30,3 bis 32,3 (77-82) (Schußfaden). Das Gewicht des zur Bildung der Lage 32 verwendeten Gewebes liegt zwischen etwa 0,166 und 0,18 kg/m² (4,9 bis 5,3 Unzen/Quadratyard), während das für die obere Lage 34 verwendete Gewebe ein Gewicht zwischen etwa 0,125 und 0,132 kg/m² (3,7 bis 3,9 Unzen/Quadratyard) hat. Die Stärke, d. h. die Feinheit, der Lage 32 liegt zwischen etwa 0,267 und 0,292 mm (0,0105 und 0,0115 Zoll), während die der oberen Lage 34 zwischen etwa 0,203 und 0,245 mm (0,008 und 0,010 Zoll) liegt. Die Kettrichtung der mittleren Lage 32 hat eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 26,25 kN/m (150 lbs/Zoll), während der entsprechende Wert für die obere Lage 34 wenigstens etwa 12,25 kN/m (70 lbs pro Zoll) beträgt. Die Zugfestigkeit in Schußrichtung der Lage 32 beträgt wenigstens etwa 7 kN/m (40 lbs pro Zoll), während die der Lage 34 wenigstens etwa 10,5 kN/m (60 lbs pro Zoll) beträgt. In der mittleren Lage sollte das Gewebe zu einer Restdehnung von nicht mehr als etwa 2, 2% in der Lage sein, während die Dehnung der oberen Gewebelage 32 zwischen etwa 6 und 10% liegen kann.
Anstelle der Gewebe, die zur Bildung des Gewebesubstrats 12 sowie der Lagen 32 und 34 verwendet werden, könnte eine Reihe verschiedener alternativer Substratmaterialien wie z. B. poröse Kunststoff-, Papier- oder Gummifolien mit der entsprechenden Dehnung und Zugfestigkeit verwendet werden.
Die Lagen 32 und 34 werden in nebeneinanderliegender Seitenbeziehung positioniert, wobei die Lage 32 darüber hinaus in nebeneinanderliegender Seitenbeziehung mit der komprimierbaren Schicht 24 liegt.
Ein kennzeichnendes Merkmal zwischen der mittleren Lage 32 und der oberen Lage 34 besteht darin, daß bei der mittleren Lage 32 beide Seiten des Gewebes mit einem zellbildenden Material imprägniert sind, d. h. vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Mikrosphären, die gleichmäßig in einer Matrix verteilt sind. Im Gegensatz dazu ist bei der oberen Lage 34 nur die Unterseite, d. h. der unterste Teil des Gewebes auf diese Weise behandelt, ähnlich wie bei der Gewebelage 12, die ebenfalls nur auf einer Seite behandelt ist. Wenn beide Seiten eines Gewebes (wie z. B. die mittlere Lage 32) beschichtet werden sollen, dann werden zum Auftragen des mit Mikrosphären beladenen Matrixmaterials bevorzugt ein Tauchbehälter und Quetschwalzen verwendet. Bei Bedarf können eine oder beide Gewebelagen 32 und 34 zunächst sorgfältig mit einem Überzug 18 aus beispielsweise einer Fluorkohlenwasserstoff- oder einer Silikonverbindung behandelt werden, um sie farb-, wasser- und lösungsmittelabweisend zu machen.
Mit der Anwendung der Tauchbehältertechnik wird das Gewebesubstrat durch einen Tauchbehälter geführt, der das Elastomer-/Mikrosphären-Gemisch enthält, und danach durch Quetschwalzen, die die Flüssigkeit in das Gewebe drücken. Das mit dem Elastomer-/Mikrosphären-Gemisch beschichtete Gewebe wird dann mit konventionellen Verfahren getrocknet und/oder vulkanisiert, so daß ein komprimierbares Gewebe entsteht, das mit einer Klebstoffschicht 30 auf die Gewebelage 34 geklebt wird, bevor der mehrlagige Gewebelagenstapel 32, 34 auf die komprimierbare Schicht 24 laminiert wird.
Auf den oberen Teil der oberen Gewebelage 34 wird die elastomere Subfläche 44 geklebt, die aus einer Verbindung von hoher Härte, hoher Zugfestigkeit und niedriger Dehnung gebildet wird (d. h. im Vergleich zu dem Material, das zur Bildung der Druckfläche verwendet wird, wie nachfolgend beschrieben), die vorzugsweise ein compoundierter Nitrilkautschuk ist. Alternativ können jedoch statt des Nitrilkautschuks zur Bildung der Subfläche eine Reihe von verschiedenen, in der Technik gut bekannten elastomeren Verbindungen auf Wasser- und Lösungsmittelbasis verwendet werden. Die Subfläche 40 hat die Aufgabe, die physikalischen Eigenschaften der oberen Gewebelage 34 zu verbessern und somit die Stabilität der Druckfläche zu erhöhen, was zu einer verbesserten Druckqualität führt. Darüber hinaus hat die Subfläche auch die Aufgabe, die Schnittbeständigkeit der Druckfläche beim Gebrauch zu verbessern, und somit ist das Tuch 10 weniger anfällig für resultierendes Quellen und Abblättern, das ansonsten häufig auftritt, wenn Flüssigkeiten wie Farben, Öle und Lösungsmittel durch Schnitte in der Druckfläche in das Tuch eindringen.
Die elastomere Druckfläche 46, die so ausgestaltet ist, daß sie das Druckbild von der Druckplatte akzeptiert und es zum Beispiel auf ein Papiersubstrat überträgt, ist die oberste Schicht des laminierten Tuches 10. Bei Tüchern des Standes der Technik erfolgte der Auftrag der elastomeren Druckfläche typischerweise mit dem gut bekannten Verfahren des Knife-Over-Roll-Spreading (Messer-über-Walze- Verteilung), bei dem eine solvatisierte elastomere Verbindung in zahlreichen aufeinanderfolgenden Durchgängen aufgestrichen wurde, wobei bei jedem Durchgang eine Stärke von etwa 0,0254 mm (0,001") über beispielsweise eine Subfläche oder eine obere Gewebeschicht aufgetragen wurde.
Das Tuch 10 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich jedoch von dem des Standes der Technik dahingehend, daß die Fläche bei der vorliegenden Erfindung, die aus einer elastomeren Verbindung besteht, ohne die Verwendung von Lösungsmitteln aufgetragen wird. Außerdem wird die Fläche auch unmittelbar auf die Subfläche in einem einzigen Durchgang unter Anwendung eines Prozesses wie Kalandrieren aufgebracht. Dieses Verfahren erbringt offensichtliche Vorteile einer verbesserten Effizienz und einer verringerten Notwendigkeit für umwelttechnische Kontrollen aufgrund der Abwesenheit organischer Lösungsmittel.
Außerdem hat, wie oben erwähnt wurde, das zur Bildung der Druckfläche verwendete elastomere Material im Vergleich zu dem zur Bildung der Subfläche verwendeten Material eine geringere Härte und Zugfestigkeit sowie eine höhere Dehnung. Das heißt, die Subfläche der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Druckverformung, die wenigstens 3 mal niedriger ist als die der Druckfläche, bei einer 3 bis 5fachen Verbesserung der Zugfestigkeit im Vergleich zur Druckfläche, und einen Härtewert von wenigstens etwa 10-12 Punkten über der Fläche, gemessen anhand der Shore-A-Skala.
Außerdem erhalten Drucktücher der oben beschriebenen Art ein aufgerauhtes Oberflächenprofil, um die Punktzunahme zu verringern und gleichzeitig gute Ablösungseigenschaften für das Tuch aufrechtzuerhalten. Solche Rauhigkeitsprofile wurden in der Vergangenheit entweder durch Formen während der Aushärtung oder durch Abreiben der gehärteten Fläche mit mittelgrobem oder grobem Sandpapier erzeugt, wie in der Technik bekannt ist. Danach wird das Oberflächenprofil z. B. mit einer Vorrichtung gemessen, die als "Profilometer" (Profilmeßgerät) bezeichnet wird (hergestellt von der Perthen Corporation), wie in der Technik ebenfalls bekannt ist. Die Oberflächenprofile von laminierten Tuchdruckflächen des Standes der Technik haben typischerweise eine durchschnittliche Rauhigkeit (d. h. "RA") von 1,0 bis 1,8 um, während Gußtücher, die keine guten Ablösungseigenschaften besitzen, typischerweise einen RA-Wert von 0,3 bis 0,5 um haben. In dieser Hinsicht ist es wichtig zu bemerken, daß, je höher die durchschnittliche Rauhigkeit ist, desto schlechter wird die Druckqualität aufgrund der abnehmenden Gleichförmigkeit der Punkte.
Beim Tuch 10 der vorliegenden Erfindung wird die durchschnittliche Rauhigkeit der Druckfläche 42 jedoch über etwa 0,6 um, aber unter etwa 0,95 um und vorzugsweise zwischen etwa 0,7 und 0,9 um eingestellt, indem das Tuch mit feinem Sandpapier abgerieben wird. Der Vorteil dieser Behandlung besteht darin, daß sich ausgezeichnete Ablösungseigenschaften für das Tuch ergeben und gleichzeitig die aufgedruckten Punkte eine verbesserte Struktur erhalten, was zu einer höheren Druckqualität und Ablösbarkeit des erfindungsgemäßen Tuches führt. Alternativ kann dieser Effekt auch mit einer Reihe alternativer, in der Technik bekannter Verfahren, wie z. B. Formen, erzielt werden.

BEISPIELE

Die nachfolgenden nicht begrenzenden Beispiele dienen lediglich der Illustration und sind auf keinerlei Weise als die Erfindung begrenzend anzusehen.

Beispiel 1

Die nachfolgend aufgeführten Tabellen und Beispiele beschreiben bestimmte Schritte und Materialien für den Einsatz bei der Durchführung des besten bekannten Ausführungsmodus der hierin gelehrten Erfindung. TABELLE I GEWEBE

TABELLE II

GEWEBEBEHANDLUNG

Zellerzeugendes Medium: F-80 SD Microspheres (hergestellt von Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.)
Binder: Compoundierter Nitrillatex

TABELLE III

KOMPRIMIERBARE SCHICHT

Zellerzeugendes Medium: UCAR BJO-093 Phenolic Microspheres (hergestellt von Union Carbide)
Matrix: Compoundierter Nitrilkautschuk

TABELLE IV

WEITERE VERBINDUNGEN

Klebstoff: Compoundierter Nitrilkautschuk
Subfläche: Compoundierter Nitrilkautschuk
Fläche: Nitril/Polysulfid-Mischung
Bei der Herstellung des Drucktuches 10 mit den oben beschriebenen Materialien wurden die nicht expandierten Mikrosphären (d. h. F-80 SD) in dem Nitrillatex dispergiert, der zur Bildung des Binders für die Gewebelagen mit einer Konzentration von 6% des Trockengewichtes des Binders verwendet wurde. Eine Seite jeder unteren Gewebelage 12 und oberen Gewebelage 34, sowie beide Seiten der mittleren Gewebelage 32 erhielten zwei Durchgänge der Latexmischung auf einem Knife-Over-Roll-Spreader und wurden durch einen Auftragsofen mit einer Geschwindigkeit und Temperatur geleitet, die ausreichte, um den Latex zu trocknen, aber nicht zu härten. Die sich daraus ergebenden beschichteten Gewebelagen wurden dann nochmals durch den Auftragsofen mit einer Temperatur geleitet, die ausreichte, um die Mikrosphären gleichzeitig zu expandieren und den Latex zu härten. Die Gewebelagen 32 und 34 wurden klebend miteinander verbunden und dann, zusammen mit der Gewebelage 12, mit der komprimierbaren Schicht 24 unter Anwendung von in der Technik gut bekannten Verfahren laminiert. Danach wurden die Subflächen- und Flächenverbindungen auf die obere Gewebelage aufgetragen, wobei die Fläche auf die Subfläche kalandriert wurde. Der fertige Verbundstoff wurde dann auf normale Weise gehärtet, und die Fläche wurde auf eine Oberflächenrauheit von etwa 0,7 bis 0,9 um mit einem Sandpapier mit einer Körnungsnummer (Grit) von 400 abgerieben. Es wurde gefunden, daß das auf diese Weise produzierte verbesserte komprimierbare Drucktuch 10 im wesentlichen alle oben erörterten Nachteile in Verbindung mit Drucktüchern des Standes der Technik überwand.
Die Beispiele 2 und 3 unten illustrieren die Verbesserung des Knautschschutzes, der durch Einlegen von wenigstens zwei Gewebelagen zwischen die komprimierbare Schicht und die elastomere Druckfläche in einem Drucktuch des hierin beschriebenen Typs erhalten wird.

Beispiel 2

Fig. 2 illustriert graphisch die Ergebnisse, die bei einem Knautschtestvergleich zwischen einem Drucktuch des Typs 5056 und einem Tuch des Typs 2000 + SR, das gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurde, erhalten wurden. Das heißt, das Tuch 5056 umfaßt von oben nach unten eine Druckfläche, eine Subfläche, zwei Zwischengewebelagen, eine komprimierbare Schicht und eine Basisgewebelage. Im Gegensatz dazu umfaßt das Tuch 2000 + SR des Standes der Technik nur eine Druckfläche, eine einzelne Zwischengewebelage, eine komprimierbare Schicht und eine aus zwei Gewebeschichten gebildete Basislage. Bei beiden Tüchern, d. h. 5056 und 2000 + SR (Stand der Technik), wurde die komprimierbare Schicht mit Hilfe der bekannten Salzlaugentechnik hergestellt. Das Tuch 5056 unterscheidet sich somit von dem Tuch 2000 + SR in zweierlei Hinsicht, d. h. die komprimierbare Schicht des Tuchs 5056 ist durch zwei Gewebelagen geschützt, und dieses Tuch ist ferner mit einer Subfläche versehen; im Gegensatz dazu hat das Tuch 2000 + SR keine solche Subfläche.
Die verbesserte Leistung, d. h. die erhöhte Knautschbeständigkeit, die das Tuch 5056 gegenüber dem Tuch 2000 + SR bietet, wird demzufolge eindeutig bei einer Überprüfung von Fig. 2 illustriert, da die Änderung der Dichte beim Tuch 5056 erheblich geringer ist (mit zunehmender Knautschdicke), als dies für das Tuch 2000 + SR des Standes der Technik erreicht wird. Diese verbesserte Knautschbeständigkeit führt letztendlich zu einer verbesserten Druckleistung des Tuches 5056 gegenüber der, die das Tuch 2000 + SR bietet, was natürlich eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist.

Beispiel 3

Fig. 3 zeigt graphisch die Ergebnisse, die mit einem zweiten Satz von Knautschtestvergleichen erhalten wurden. Das Tuch 5060 hat eine ähnliche Konfiguration wie das in Beispiel 2 erörterte Tuch 2000 + SR (d. h. die komprimierbare Schicht befindet sich unterhalb einer einzelnen Gewebeschicht), mit der Ausnahme, daß die komprimierbare Schicht mit Hilfe einer Mehrzahl von expandierten Mikrosphären hergestellt ist. Außerdem umfassen 5063 SR und 5063 SRF dieselben Schichten wie das oben beschriebene Tuch 5056, d. h. es gibt wenigstens zwei Gewebelagen zwischen der komprimierbaren Schicht und der Druckfläche. Obwohl sowohl 5063 SR als auch 5063 SRF eine mit Mikrosphären hergestellte komprimierbare Schicht aufweisen, unterscheiden sich die beiden Tücher dahingehend, daß das Tuch 5063 SRF ein Oberflächenprofil gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, d. h. einen RA-Wert (durchschnittliche Rauhigkeit) über etwa 0,6 um, aber unter etwa 0,95 um hat, während das Tuch 5063 SR kein solches Oberflächenprofil hat.
Eine Überprüfung von Fig. 3 zeigt deutlich, daß die besten Ergebnisse, d. h. im Hinblick auf eine Verbesserung der Knautschbeständigkeit, zunächst von dem Tuch 5063 SRF und dann von dem Tuch 5063 SR erzielt wurden, wobei das Tuch 5060 (Stand der Technik) die niedrigste akzeptable Leistung aufwies.

Beispiel 4

Ein Beispiel für ein bevorzugtes komprimierbares Gewebe und einen Prozeß zur Herstellung desselben lautet wie folgt:

Gewebe:

Garnzusammensetzung:
Kette: 20/2 Lage lange Baumwollfaser
Schuß: 20/1 Lage hochnaßfestes Viskosefilament
Garnstärke:
Kette: (58 ± 3) 22,8 ± 1,18/cm
Schuß: (60 ± 3) 23,6 ± 1,18/cm
Gewicht:
(6 ± 0,2 Unzen/Yard²) 0,203 ± 0,00678 kg/m²
Dicke:
(0,015" ± 001") 0,381 ± 0,254 mm
Zugfestigkeit:
Kette: 26,3 kN/m {67,5 kg (150 lbs)/(min)}
Schuß: 10,5 kN/m {27 kg (60 lbs)/(min)}
% Restdehnung:
1,9% (max)

Mikroballon:

Union Carbide UCAR BJO-093 Phenolharz (härtbar)
Durchschnittliche Partikelgröße: 90 (um)
Dichte: 0,023 (g/cc) g/cm²

Elastomere Matrix

Hycar 1572 · 64 (selbsthärtendes Nitrillatex-Elastomer)
Gesamtfeststoffgehalt 47,3
pH-Wert 6,5
Viskosität (cps) (85) 0,085 Pas
Oberflächenspannung (Dyn/cm) (43) 43 mN/Zoll
Der zur Herstellung des Gewebes angewendete Prozeß, der drei Schritte umfaßt, wird wie folgend beschrieben:
1) Die Mikrosphären werden dem Nitrillatex zugegeben, und das Gemisch wird gerührt, bis die Mikroballons vollständig dispergiert sind.
2) Das Mikrosphären-/Latex-Gemisch wird dann über einen Tauchbehälter mit Quetschwalzen und Rakelmesser auf das Gewebe aufgetragen. Eintauchen und Quetschwalzen werden benutzt, um eine maximale Gewebepenetration zu gewährleisten, und die Rakelmesser dienen zum Abschaben von überschüssigem Oberflächenmaterial.
3) Die Verbundstoffbahn wird dann durch einen konventionellen Beschichtungsofen oder über Trockendosen geleitet, um die Vulkanisierung zu erleichtern. Die Vulkanisationszeit beträgt typischerweise 3-5 Minuten bei 121-148ºC (250-300ºF).

Claims

1. Drucktuch, umfassend eine elastomere Druckfläche mit einem Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit von mehr als etwa 0,6 um (Mikron) und von weniger als etwa 0,95 um (Mikron), um die Ablösungsfähigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Punktzunahme bei Druckvorgängen zu reduzieren.

2. Drucktuch nach Anspruch 1, ferner umfassend wenigstens eine Gewebelage und eine komprimierbare Schicht unterhalb der Druckfläche.

3. Drucktuch nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Subfläche unmittelbar unterhalb der Druckfläche, wobei die Subfläche aus einer elastomeren Verbindung von hoher Härte, hoher Zugfestigkeit und niedriger Dehnung gebildet wird.

4. Drucktuch nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ferner umfassend wenigstens zwei Gewebelagen zwischen der genannten komprimierbaren Schicht und der genannten elastomeren Druckfläche, so daß die genannte komprimierbare Schicht dadurch vor wenigstens einem Teil der Belastungen geschützt wird, die an der genannten Druckfläche auftreten.

5. Drucktuch nach Anspruch 1, bei dem die genannte elastomere Druckfläche ein Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit zwischen etwa 0,7 und 0,9 um (Mikron) hat.

6. Drucktuch nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Basisgewebelage mit einer Schutzschicht darauf, um Absorption und Dochtwirkung von Wasser, Farben und Lösungsmitteln dadurch zu verhindern.

7. Drucktuch nach Anspruch 6, bei dem die genannte Schutzschicht ein Fluorkohlenwasserstoff- oder ein Silikonmaterial umfaßt.

8. Drucktuch nach Anspruch 4 oder Anspruch 6, bei dem wenigstens eine der Gewebelagen und/oder die Basisgewebelage eine Mehrzahl von Kett- und Schußfasern oder -garnen umfaßt, die ein Gewebesubstrat bilden, sowie ein Bindematerial, das im wesentlichen wenigstens eine Seite des Gewebesubstrats imprägniert, wobei das Bindematerial keinen wesentlichen Beitrag zur Gesamtstärke des teilweise imprägnierten Gewebesubstrats leistet und eine Mehrzahl von Zellen in einer Menge enthält, die ausreicht, um der Gewebelage erhöhte Komprimierbarkeitseigenschaften zu verleihen.

9. Drucktuch nach Anspruch 8, bei dem die Kettfasern oder -garne eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 26,25 kN/m (150 lbs pro Zoll) haben, die Schußfasern oder -garne eine Zugfestigkeit von wenigstens etwa 10,5 kN/m (60 lbs pro Zoll) haben, und das Gewebesubstrat ein Gewicht zwischen etwa 0,14 und 0,27 kg/m² (4 bis 8 Unzen pro Quadratyard) hat.

10. Drucktuch nach Anspruch 4 oder Anspruch 8, bei dem die genannte komprimierbare Schicht aus einer Matrix mit einer Mehrzahl von geschlossenen Zellen besteht, die im wesentlichen gleichförmig und so dadurch verteilt sind, daß die genannte Schicht im wesentlichen gleichförmige Kompressionscharakteristiken aufweist.

11. Drucktuch nach Anspruch 10, bei dem die genannte Matrix ein flexibles thermoplastisches oder elastomeres Material ist.

12. Drucktuch nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Schutzschicht auf wenigstens einer der genannten Gewebelagen, um Absorption und Dochtwirkung von Wasser, Farben und Lösungsmitteln dadurch zu verhindern.

13. Drucktuch nach Anspruch 12, bei dem die genannte Schutzschicht ein Fluorkohlenwasserstoff- oder ein Silikonmaterial umfaßt.

14. Drucktuch nach Anspruch 8, bei dem die Zellen aus Mikrosphären mit einem Durchmesser zwischen etwa 1 und 200 um (Mikron) gebildet werden, und die Mikrosphären relativ gleichmäßig durch das Bindematerial dispergiert sind.

15. Drucktuch nach Anspruch 10, bei dem die geschlossenen Zellen aus Mikrosphären mit einem Durchmesser zwischen etwa 1 und 200 Mikron gebildet werden, und die Mikrosphären relativ gleichmäßig durch die Matrix dispergiert sind.

16. Drucktuch nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem die Mikrosphären aus einem Material gebildet werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Thermoplastharzen, Duroplastharzen, Keramik, Glas und Sintermetallen.

17. Drucktuch nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem die Mikrosphären eine Oberflächenschicht aufweisen, die die Bindung mit dem Bindematerial und/oder der Matrix erleichtert.

18. Drucktuch nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem die Mikrosphären in dem Bindematerial und/oder der Matrix mit einer Konzentration von etwa 4 bis 90 Gew.-% vorliegen.

19. Drucktuch nach Anspruch 8, bei dem die Zellen aus Gasblasen gebildet werden, die in dem Bindematerial eingeschlossen sind.

20. Drucktuch nach Anspruch 10, bei dem die geschlossenen Zellen aus Gasblasen gebildet werden, die in der Matrix eingeschlossen sind.

21. Drucktuch nach Anspruch 8, bei dem das Bindematerial ein Thermoplastharz, ein Duroplastharz, ein Polyurethan oder ein natürliches oder synthetisches Elastomer ist.

22. Drucktuch nach Anspruch 21, bei dem das Elastomer ein Nitril-, Neopren- oder ein Acrylelastomer ist.

23. Verfahren zur Herstellung eines Drucktuches mit verbesserter Ablösbarkeit und verringerter Punktzunahme bei Druckvorgängen, umfassend

das Bereitstellen eines Drucktuches mit wenigstens einer Gewebelage, einer elastomeren Druckfläche und einer dazwischen positionierten komprimierbaren Schicht; und

Schleifen der Druckfläche auf ein Oberflächenprofil mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit über etwa 0,6 um und unter etwa 0,95 um.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem eine Subfläche unterhalb der Druckfläche vorgesehen ist, um die Stabilität der Druckfläche und ihre Schnittbeständigkeit zu verbessern, und eine Auflagegewebelage vorgesehen ist, um die übrigen Schichten zu tragen, wobei die Auflagegewebelage eine Schutzschicht aufweist, um Absorption oder Dochtwirkung von Fluiden in das Tuch zu verhindern.

25. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem wenigstens eine zusätzliche Gewebelage verwendet wird und die zusätzliche(n) Gewebelage(n) sich zwischen der Druckfläche und der komprimierbaren Schicht befindet/befinden.

26. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem wenigstens eine Gewebelage eine komprimierbare Gewebelage ist, und die Druckfläche so geschliffen wird, daß sie ein Oberflächenprofil mit einer Rauhigkeit zwischen 0,7 und 0,9 um hat.

27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die komprimierbare Gewebelage dadurch hergestellt wird, daß das Gewebe in eine Latexlösung aus elastomerem Material getaucht wird, das Mikrosphären darin enthält, und daß überschüssiges Matrixmaterial durch Abschaben des Gewebes mit einem Rakelmesser beseitigt wird.