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Verfahren zum gleichmäßigen und endlosen Beschichten der Mantelfläche
von Walzen, insbesondere für die photomechanische Herstellung von Druckwalzen, und
Einsrichtung zum Ausüben des Verfahrens Es ist bekannt, die Mantelfläche von Walzen,
insbesondere für die photomechanische Herstellung von Druckwalzen, dadurch endlos
zu beschichten, daß die Walze aufrecht in einen Behälter gebracht wird, der mit
der flüssigen Beschichtungsmasse gefüllt ist odergefüllt wird. Die eigentliche Beschichtung
erfolgt durch Ablassen der Masse aus dem Behälter. Die Dicke der auf dem Zylinder
zurückbleibenden Schicht wird von ider Viskosität der flüssigen Masse, der Absenkgeschwindigkeit
des Flüssigkeitsspiegels längs der Oberfläche der Walze, von der Temperatur der
Masse und der Walzenoberfläche und verschiedenen anderen, weniger ins Gewicht fallenden
Faktoren bestimmt. Handelt es sich um die Herstellung von Tiefdruckformen mit in
der Draufsicht angenähert gleich großen, aber verschieden tiefen Rasternäpfchen,
so ist die absolute Gleichmäßigkeit der aufzubringenden lichtempfindlichen Schicht
wesentlich, um nachfolgend eine gleichmäßige Ätzung und damit eine gleichmäßige
Bildwiedergabe zu erreichen, wie dies besonders beim endlosen Textil- und Tapetendruck
usw. Voraussetzung ist. Um die Druckwalzen, deren Länge bis zu z m betragen kann,
bis zu ihren Stirnrädern voll ausnutzen zu können, muß die Absenkgeschwindigkeit
der flüssigen lichtempfindlichen Masse schon von Anbeginn an einen bestimmten Wert
aufweisen, und es dürfen sich
weder ,am Anfang noch während des
Abfließens der Masse in derselben Wirbel und Bläschen bilden, da
jedes auf
der entstehenden Schicht zurückbleibende Bläschen eine Fehlerstelle auf der Druckform
und damit auch auf ;dem Druckbild bedeutet.
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Da beim Ablaufen der Beschichtungsmasse die hydrostatische Höhe dauernd
fällt, wird die Absenkgeschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegels von selbst nicht
konstant bleiben. Man hat daher schon verschiedene Meß- und Regelvorrichtungen zur
Beeinflussung eines Drosselorgans in derAblaufleitung in Vorschlag gebracht. In
der Praxis zeigte sich jedoch, daß auch bei einer konstanten Senkgeschwindigkeit
der flüssigen Masse die entstehende Schicht nicht gleichmäßig genug wurde, selbst
wenn die Temperatur der Masse und der Walzenoberfläche genau gleich und während
des ganzen Beschichtungsvorganges konstant war.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum gleichmäßigen und endlosenBesch:ichten
derMantelfläche von Walzen, insbesondere für die photomechanische Herstellung von
Druckwalzen, sowie eine Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß
die Walze vertikal in einen dieselbe in einigem Abstand umschließenden Behälter
gehängt, die aufzutragende Masse von unten in den Behältergedrückt und nachher zur
Erzielung einer unmittelbar von :der oberen Stirnfläche der Walze weg :gleichmäßig
,dicken Schicht durch praktisch augenblickliche Freigabe eines bestimmten Abflußquerschnittes
wieder abgelassen wird.
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Feie Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens zeichnet sich im wesentlichen
,dadurch aus, daß ein zur Aufnahme der vertikal zu beschichtendenWalze dienender
und die Walze in einigem Abstand umschließender zylindrischer Behälter unten mit
einer durch ein Abschlußorgan verschließbaren Öffnung versehen ist, deren Querschnitt
praktisch augenblicklich freigegeben werden kann.
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Mit Vorteil kann der die Walze aufnehmende Behälter von einem Mantelraum
zur Aufnahme einer Temperierflüssigkeit umschlossen sein, und bei der Wahl eines
bestimmten Abflußquerschnittes kann dieser während des Abfließens der aufzutragenden
Masse konstant gehalten werden, so daß sich eine Regulierung während des Beschichtungsvorganges
erübrigt, was wesentlich zur Erzielung einer gleichmäßigen Schicht beiträgt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben -sich aus den Ansprüchen in
Verbindung. mit der Beschreibung und der Zeichnung; in welcher rein beispielsweise
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung teilweise im senkrechten
-Schnitt dargestellt ist.
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Mit r - ist ein zylindrischer Behälter zur Aufnahme .der zu beschichtenden
Walze bezeichnet. Die Länge des Behälters. i mißt beispielsweise 2 m, während der
Durchmesser des Behälters z. B. etwa 2o cm beträgt und so bemessen- ist, daß zwischen
der--Mantelfläche der Walze 2 und der .Innenwandung des Behälters ein Ringraum-
besteht: Der Behälter i ist konzentrisch von einem Mantelraum 3 umgeben, der nach
außen durch eine zylindrische Wandung 4 begrenzt ist, deren oberer Rand über das
obere Ende des Behälters i hinausgeführt ist. Zwischen dem Behälter i und der Wandung
4 befindet sich eine den Mantelraum 3 nach oben abschließende, rundum laufende Rinne
5, die etwas tiefer als das. obere Ende des Behälters i liegt und nach der einen
Seite geneigt und mit einem Ablaufrohr 6 versehen ist. Der Mantelraum 3 kann über
ein in,der Zeichnung nicht sichtbares Rohr mit einer Flüssigkeit gefüllt und durch
einen mit einem Hahn 7 versehenen Ablauf 8 entleert werden. In einem Ringrohr 9
im unteren Teil des Mantelraums 3 befinden sich elektrische Heizelemente, die in
der Zeichnung der Deutlichkeit wegen nicht dargestellt sind.
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Am unteren Ende des Behälters i ist ein Anschlüßstutzen io vorhanden,
über welchen das eine Ende eines biegsamen und zusammenquetschbaren Schlauches i
i, beispielsweise aus Kautschuk, geschoben ist, während .das andere Ende des Schlauches
i i mit einem Drosselventil i2 in Verbindung steht. Von diesem Ventil 12 führt eine
S-förmig gebogene Rohrleitung 13 in einen weiter unten liegenden Vorratsbehälter
14 für die auf die Mantelfläche der Walze 2 aufzutragende Masse. Im mittleren, angenähert
senkrechten Schenkel des S-förmigen Teiles der Rohrleitung 13 befindet sich ein
Mitnehmer 15, der durch ein verglastes Fenster in der Leitung von außen sichtbar
ist. Die Rohrleitung 13 reicht bis gegen den Grund des Vorratsbehälters 14, in welchen
oben eine Leitung 16 einmündet, die mit Hilfe eines Dreiwegehahns 17 wahlweise entweder
bei 18 an eine Druckluftquelle angeschlossen oder bei i9 mit .der Außenluft in Verbindung
gebracht werden kann. Der Vorratsbehälter 14 ist von einem größeren Behälter 2o
umschlossen, derart, @daß zwischen den Behältern 14 und 2o ein Mantelraum2i vorhanden
ist, in welchen bei 22 eine Flüssigkeit eingefüllt werden kann. Die Entleerung des
Mantelraumes 2i kann ebenfalls bei 22 stattfinden, da die Behälterkombination 14-20
nei@gbar ausgebildet sein kann. Im unteren Teil des Mantelraumes 21 befinden sich,
.in ein spiralförmiges Rohr 23 eingebettet, in der Zeichnung nicht sichtbare elektrische
Heizelemente.' Im Stromkreis der elektrischen Heizvorrichtung 2@3 liegt ein Thermostatschalter
24, dessen. Temperaturfühler in .den oberen Teil des Mantelraumes 2z. hineinragt,
desgleichen im Stromkreis der Heizvorrichtung 9 ein Thermos:tatschalter 25 mit einem
in den Mantelraum 3 hineinragenden Temperaturf ahler.
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Die zu beschichtende Walze 2 ist in der Längsrichtung durchbohrt und
von einem Gewindebolzen 26 durchsetzt, .dessen oberes Ende zu einem Aufhängebaken
27 -gebogen ist. Das obere und das untere Stirnende der -Walze 2 sind durch je einen
kuppenförmigen Teller 28 bzw. 29 abgeschlossen, welche -Teller auf den Gewindebolzen
26 aufgeschraubt sind-. Am Haken 27 ist .die Walze :2 an einer nicht dargestellten
Hebe- und Senkvorrichtung aufgehängt.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise
der beschriebenen Einrichtung erfolgt nach dem folgenden Verfahren: Die zuvor gereinigte
und polierte Walze 2 wird., wie in der Zeichnung -dargestellt, in den Behälter i
gelängt. Durch den Anschlußstutzen io drückt man nachher auf eine bestimmte Temperatur
vorgeheiztes Wasser von unten in den Behälter i hinein, wo es zwecks gleichwärmigen
Erwärmens der Walze etwa 1/4 Stunde belassen wird. Ungefähr gleichzeitig füllt man
auch die Mantelräume 3 und 21 mit vorgewärmtem Wasser, das mit Hilfe der Heizvorrichtungen
9 und 23 und der Thermostatscbalter25 -und 24 auf einer bestimmten, für die Bearbeitung
der Bescbichtungsmasse günstigsten Temperatur, auf welche auch die Walze 2 erwärmt
wird, konstant gehalten wird. Die Walzet kann auch mit strömendem Wasser vorgeheizt
werden, welches von unten durch den Stutzen io in den Behälter i geleitet wird und
über den oberen Rand des Behälters i in die überlaufrinne 5 und durch den Ablauf
6 wieder abfließt.
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Sobald sich stationäre Wärmezustände ergeben haben, wird das Wasser
aus dem Behälter i nach unten abgelassen und unmittelbar anschließend, wenn die
Innenwandung des Behälters i und die Mantelfläche der Walze 2 noch benetzt sind,
die lichtempfindliche Beschichtungsmasse aus dem Vorratsbehälter 14 durch die Rohrleitung
13 und ,den Schlauch i i von unten in dem Behälter i hochgedrückt. Das geschieht
mit Hilfe von Druckluft, die bei 18 über den Dreiwegebahn 17 und die Leitung 16
in den Vorratsbehälter 14 -eingelassen wird und auf den Spiegel der Beschichtungs.masse
preßt. Man läßt die Masse im Behälter i so weit hochsteigen, daß sie. teilweise
in die Rinne 5 überläuft und durch .den Ablauf 6 in einen nicht dargestellten Sammelbehälter
läuft. Beim Hochsteigen der Masse schiebt dieselbe die Benetzungsflüssigkeit der
Behälterwandungen i und der-Mantelfläche der Walzet vor sich her und wird mit dieser
etwas vermischt und verdünnt, da die lichtempfindliche Masse wasserlöslich ist.
Durch das Überlaufenlas.sen der hochgedrückten Masse wird der mit dem Wasser verdünnte
Anteil aus dem Behälter i weggeschwemmt, ebenso alle beim Einlassen der Masse gegebenenfalls
entstandenen Luftbläschen. Durch die Benetzung des Behälters i und der Walzenoberfläche
unmittelbar vor dem Hochdrücken der Masse wird zwar .die Blasenbildung weitgehend
vermieden.
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Nachher wird .das Ventil 12 geschlossen und der Dreiwegehahn
17 so umgestellt, daß die Leitung 16 mit der Außenluft bei i9 in Verbindung
gelangt. Der Spiegel der im Behälter i vorhandenen Bescbic'htungsmasse steht nun
genau auf der Höhe des oberen Stirnendes der Walze 2. Sowohl die flüssige Masse
als .auch die Mantelfläche der Walze :2 weisen, teils wegen der Vorwärmu.ng . und
teils wegen der noch andauernden Erwärmung mittels des Wassers im Mantelraum 3,
gleiche Temperatur auf. Die eigentliche Beschichtung der Walze erfolgt durch das
Ablassen. der Beschichtungsflüssigkeit aus dem Behälter i. Hierzu wird der elastische
Schlauch i i zunächst entweder zwischen zwei Fingern einer Hand oder mit Hilfe einer
geeigneten Klammer zusammengequetscht und dann das Ventil 12 ganz ;geöffnet. Das
Ablassen der Beschichtungsmasse wird durch plötzliches Loslassen des Schlauches
i i eingeleitet, indem der Ablaufquerschnitt praktisch augenblicklich freigegeben
wird. Unter dem Einfluß ihres hydrostatischen Druckes fließt die Beschichtungsmasse
dann durch die Rohrleitung 13 in den Vorratsbehälter zurück und nimmt infolge
ihrer Geschwindigkeit den Mitnehmer 15 im senkrechten Schenkel .des S-förmigen Rohrteilsi
entgegen der Wirkung seines Eigengewichtes nach oben mit, bis ein Gleichgewichtszustand
für .den Mitnehmer erreicht ist. Die Höhe dieser Gleichgewichtslage, die durch das
erwähnte Fenster von außen erkennbar ist, stellt das Maß für die Abflußgeschwindigkeit
der Masse dar. Während des Abfließens ändert man den Abflußquerschnitt vorzugsweise
nicht, wodurch eine ungleiche Abs-enkgeschwindigkeit des Oberflächenspiegels der
im Behälter i vorhandenen Masse entsteht. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt,
daß bei geeigneter Wahl des Abflußqu,erschnitt@es trotzdem oder gerade deshalb eine
Schicht von gleichmäßiger Dicke auf der Mantelfläche der Walze haftenbleibt, wobei
wegen der erwähnten augenblicklichen Freigabe des Abflußquerschnitte,s diese gleichmäßige
Schichtdicke vom oberen Stirnende der Walze 2 weg erreicht wird. Weil das
Ab-
fließender Masse mehrere Minuten dauert, hat die andauernde Konstanthaltung
der Temperatur der Masse mit Hilfe des Flüssigkeitsmantels 3 auf die Gleichmäßigkeit
der entstehenden Schicht wesentlichen Einfluß.
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Es ist bekannt, daß die Viskosität einer lichtempfindlichen flüssigen
Masse, wie sie hier verwendet wird, im Laufe der Zeit zunimmt, und zwar in den ersten
Tagen ziemlich stark, dann während längerer Zeit nur sehr wenig und dann wieder
sehr stark, bis die Masse schließlich unbrauchbar wird. Diese Änderung der Viskosität
hat natürlich auch bei gleichbleibenden- übrigen Bedingungen großen Einfluß auf
die Sdhichtdiclm Um trotzdem jedesmal wieder Schichten von gleicher Dicke bilden
zu können, muß der Abflußquerschnitt entsprechend der Viskosität der Masse von:
Zeit zu Zeit jeweils vor Beginn eines Beschichtungsvorganges geändert werden. Dies
geschieht vorzugsweise dadurch, d.aß der elastische Schlauch i i jeweils gegen einen
mit anderer lichter Weite ausgewechselt wird. Zum Beispiel wird während der ersten
vier Tage nach .dem Ansetzen der lichtempfindlichen Masse ein Schlauch von 3 mm
Weite, während der zwanzig folgenden Tage ein solcher von 4 mm Weite und nachher
einer von 5 mm Weite und mehr verwendet. Die Abflußgeschwindigkeit wird jeweils
durch Beobachtung des Mitnehmers 13 überwacht, und wenn festgestellt wird, daß sie
das erforderlicheMaß nicht mehr erreicht, wird vor der nächsten Beschichtung der
Abflußquerschnitt etwas erweitert.
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Unter Umständen kann die Gleichmäßigkeit der entstehenden Schicht
dadurch noch erhöht werden,
daß .der Abflußquersehnitt auch während
des Abfließens der Masse nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit, beispielsweise mittels
des Ventils i2, verändert wird.
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Selbstverständlich kann an Stelle eines biegsamen und zu.sammenquetschbaren
Schlauches i i auch ein anderes Abschlußorgan vorhanden sein, das gestattet, den
Abflußquerschnitt praktisch augenblicklich. freizugeben, und welches die Entstehung
von Blasen nach Möglichkeit verhindert. Es hat sich gezeigt, daß die üblichen Absperrventile
eine viel zu langsame Öffnungsgeschwindigkeit aufweisen, weshalb bei ihrer Verwendung
die entstehende Schicht nicht vom oberen Stirnende der Walze 2 weg gleichmäßig .dick
ausfällt. Es ist auch denkbar, .den zusammenquetschbaren Schlauch i i mit einer
mechanischen Quetschvorrichtung zu versehen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
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Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht nicht nur darin,
daß mit derselben endlose Beschichtungen von großer Gleichmäßigkeit möglich sind,
sondern auch darin, daß der Beschichtungsvorgang sicherer gestaltet, vereinfacht
und erheblich abgekürzt ist gegenüber dem bisher bekannten Vorgehen. Bisher wurde
die zu beschichtende Walze nämlich zunächst in einen gesonderten Temperierbehälter
eingehängt und mittels .durchfließenden Wassers aufeinebestimmteTemperaturvorgewärmt,
während gleichzeitig der eigentliche Beschichtungsbehälter ebenfalls mit durchfließendem
Wasser auf die gleiche Temperatur gebracht wurde. Anschließend hob man dieWalze
aus demTemperierbehälter heraus, um sie zu reinigen und zu trocknen und nachher
in den Beschichtungsbehälter hineinzuhängen. Die Beschichtung erfolgte anschließend
ebenfalls durch. Hochdrücken :der aufzutragenden Masse und anschließendes Abfließenlassen
derselben. Wenn man sich die Ausmaße der gebräuchlichen Druckwalzen, die, wie gesagt,
bis zu 2 m Länge aufweisen, vor Augen hält, ist begreiflich, daß das hergebrachte
Verfahren, im Vergleich zu dem mit -der beschriebenen Einrichtung ermöglichten,
recht umständlich und zeitraubend war.