EP0709190A1 - Coated printing machine cylinders - Google Patents

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EP0709190A1
EP0709190A1 EP95114989A EP95114989A EP0709190A1 EP 0709190 A1 EP0709190 A1 EP 0709190A1 EP 95114989 A EP95114989 A EP 95114989A EP 95114989 A EP95114989 A EP 95114989A EP 0709190 A1 EP0709190 A1 EP 0709190A1
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EP
European Patent Office
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coating
printing machine
roller according
machine roller
lower layer
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EP95114989A
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Gerhard Dr. Johner
Barbara Dr. Nüssel
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Manroland AG
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MAN Roland Druckmaschinen AG
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Publication date
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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F31/26—Construction of inking rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F7/00—Rotary lithographic machines
    • B41F7/20—Details
    • B41F7/24—Damping devices
    • B41F7/26—Damping devices using transfer rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
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    • B41N2207/10—Location or type of the layers in shells for rollers of printing machines characterised by inorganic compounds, e.g. pigments

Definitions

  • the invention relates to printing press rolls, in particular dampening rolls with a coating on the entire bale surface.
  • the invention is therefore based on the object of creating roller surfaces for printing press rolls, in particular for the dampening unit of modern printing presses, which are distinguished by particularly hydrophilic properties.
  • this object is achieved in that the corresponding roller bodies are coated with a coating which contains aluminum oxide and silicon oxide in the form of mullite or consists entirely of it.
  • the coating according to the invention can be used to provide one or more rollers of the printing press, in particular of the dampening unit.
  • roller bodies in printing machines generally consist of structural steels without special corrosion protection, it has proven to be expedient to coat the roller body with a metallic protective layer before the coating with mullite according to the invention, which contains the elements nickel, cobalt, iron in a comparatively high concentration. Contains molybdenum, chromium, aluminum and yttrium in any combination that corresponds to the specific corrosion attack.
  • mullite according to the invention contains the elements nickel, cobalt, iron in a comparatively high concentration. Contains molybdenum, chromium, aluminum and yttrium in any combination that corresponds to the specific corrosion attack.
  • Both the metallic underlayer, ie the protective layer, and the oxide ceramic top layer according to the invention, ie the mullite coating are preferably applied by thermal spraying, in particular plasma spraying.
  • PVD processes including electron beam vapor deposition (EBPVD), the CVD processes, the plasma-assisted CVD processes, the galvanic processes, the diffusion coating processes from the gas phase or the pack, the sintering processes, the hot isostatic pressing process (rocking), explosive plating, and all reactive processes in which an oxide layer is formed by reactive conversion of applied metal layers (Al, Si, titanium).
  • EBPVD electron beam vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • galvanic processes the galvanic processes
  • the diffusion coating processes from the gas phase or the pack the sintering processes
  • sintering processes the hot isostatic pressing process (rocking)
  • explosive plating and all reactive processes in which an oxide layer is formed by reactive conversion of applied metal layers (Al, Si, titanium).
  • the metallic protective layer with a simultaneous adhesion promoter function is applied by thermal spraying, preferably in a thickness of approximately 0.2 mm, if the roller body consists of non-corrosion-resistant structural steel.
  • a layer thickness of the metallic protective layer with pure adhesion promoter function of approx. 70 ⁇ m is sufficient.
  • the oxide ceramic coating according to the invention is then applied to roll cores coated in this way with a thickness of approximately 0.25 mm, likewise preferably by thermal spraying.
  • a dampening roller coated in the manner described, for. B. metering roller, must subsequently to achieve their full functionality with appropriate hydrophilicity, z. B.
  • the dampening system according to FIG. 1 is characterized by the dampening solution 1 (water, slightly acid buffered, pH 5) in a water box 2, from which the rubberized dipping roller 3 transports the dampening solution transport to the transfer roller 4 with the ceramic coating according to the invention.
  • the extraordinary hydrophilicity of the coating according to the invention on the transfer roller 4 results in a thin, uniform dampening solution film over the entire length of the bale, which in this form is transferred to the rubberized dampening roller and is transported directly from there to the printing plate cylinder 8.
  • the dampening roller 5 is connected to the inking unit via the intermediate roller 6. For reasons of simplification, only one inking roller 7 of the entire inking unit is shown in FIG. 1.
  • the coating of the transfer roller 4 with the ceramic layer according to the invention means that, without the isopropanol content typically present in the dampening solution, 10-15% by volume can be printed with the same quality as before. This not only has the consequence for the operation of the printing press that production can be carried out more cost-effectively, but also the high emission values for hydrocarbons at the workplace (MAK values) and the wastewater typical for printing plants are drastically reduced.
  • the invention is not limited to a roller arrangement as in FIG. 1, but can be used wherever a special hydrophilic surface property is required for technical reasons.
  • FIGS. 2 and 3 show the transfer roller from FIG. 1 provided with the coating according to the invention.
  • the roller body 9 can be made of any materials, such as. B. structural steels or stainless, higher-alloy steels.
  • the cross section through the coating according to the invention is characterized by the roller body 9, the surface of which, for. B. is roughened by abrasive blasting. On this roughened roller body surface is an adhesion-promoting and corrosion-protecting lower layer 10, for. B. applied by thermal spraying.
  • the roughness of this layer 10 with its undercuts on the surface provides the guarantee for sufficient adhesion for the actual functional ceramic 11, the mullite coating according to the invention.
  • the functional ceramic 11 When applied by thermal spraying, the functional ceramic 11 has residual pores 12 which are evenly distributed over the layer thickness. These pores 12 in the functional ceramic 11 can be sealed as described above.
  • the functional ceramic 11 was smoothed on the surface 13 by grinding and polishing to a roughness value of R z ⁇ 2.0 ⁇ m. Furthermore, it is possible to activate the surface 13 with a commercially available plate cleaner before it is used in the printing press. In this activated state, it is possible, for. B. a transfer roller with the coating according to the invention a uniform dampening film of z. B. to achieve only 4 microns without isopropanol in the dampening solution, so that an error-free high-quality print without dampening solution crack is achieved even in continuous operation.
  • the layer thickness of the lower layer 10 can be between 50 ⁇ m and 1 mm fluctuate, since they can also be used for dimensional correction of the roller body diameter.
  • the layer thickness of the functional ceramic 11 varies between 0.1 mm and 1.0 mm, depending on the application.

Abstract

The roll has a coating (11) over the entire curved surface. This coating contains at least aluminium oxide and silicon oxide, in the form of mullite. The coating may contain titanium oxide and/or chromium oxide. It may be applied by hot injection, possibly onto an underlay (10) including the elements nickel and/or cobalt, and/or iron and/or molybdenum and/or chromium and/or aluminium and/or yttrium. The underlay may also be applied by hot injection. The coating is 0.1-1.0 mm thick, pref. 0.5 mm thick. The thickness of the underlay is 0.05-1.0 mm.

Description

Die Erfindung betrifft Druckmaschinenwalzen, insbesondere Feuchtwalzen mit einer Beschichtung der gesamten Ballenfläche.The invention relates to printing press rolls, in particular dampening rolls with a coating on the entire bale surface.

In verschiedenen Bereichen der Anlagentechnik besteht ein Bedarf an Oberflächen, die leicht mit Wasser benetzbar sein müssen, also entsprechende hydrophile Eigenschaften aufweisen. In einer Offsetdruckmaschine hat z. B. das Feuchtwerk die Aufgabe, einen möglichst dünnen, gleichmäßig geschlossenen Feuchtmittelfilm auf den Druckplattenzylinder zu übertragen. Der Feuchtmitteltransport in einem Feuchtwerk erfolgt bei modernen Druckmaschinen z. B. über eine in einen Wasserkasten getauchte Walze, eine sogenannte Übertragungswalze und eine daran anschließende Feuchtauftragswalze, die direkt mit dem Druckplattenzylinder in Kontakt steht. Um mit einer derartigen Walzenanordnung einen möglichst dünnen, gleichmäßigen Feuchtmittelfilm auszubilden, sind entsprechend hydrophile Oberflächeneigenschaften notwendig. Hochwertiger Druck wird im allgemeinen auf hochwertigen, sehr dichten und festen Papiersorten durchgeführt und erfordert teilweise Feuchtmittelfilmdicken auf den Dosierwalzen von weniger als 4 µm. Drucktechnische Forderungen dieser Art konnten bislang nur erfüllt werden über die Zugabe von Akloholen zum Feuchtmittel zur Reduzierung der Oberflächenspannung. Am häufigsten verbreitet ist für diese Anwendung Isopropanol und seit neuestem auch verschiedene Glykole, die als sogenannte Alkoholersatzstoffe auf den Markt gekommen sind. Eine typische Dosierung von Isopropanol im Feuchtmittel liegt zwischen 10 und 15 Vol.-%. Diese Konzentrationen von Alkohol im Feuchtmittel führen in größeren Offsetdruckereien, insbesondere mit Hochleistungsrollenmaschinen, dazu, daß der tägliche Alkoholverbrauch an derartigen Maschinen mehrere 100 l betragen kann. Entsprechend dieser Situation sind aus Gründen des Umweltschutzes und des Arbeitsschutzes gesetzgeberische Maßnahmen in Vorbereitung, die eine drastische Reduzierung der Benetzungshilfen in Feuchtmitteln in Form von Alkoholen oder Alkoholersatzstoffen fordern. Weiterhin ist davon auszugehen, daß auch in Zukunft die Qualitätsanforderungen an drucktechnische Erzeugnisse mit Sicherheit nicht zurückgehen werden, sondern eher noch gesteigert werden. Diese sich deutlich abzeichnende Konfliktsituation kann mit herkömmlichen Feuchtwalzenoberflächen mit Sicherheit nicht gelöst werden. Dem Stand der Technik entsprechend werden insbesondere auf Dosierwalzen galvanisch abgeschiedene Chromschichten verwendet, die vor ihrem Einsatz geschliffen und poliert werden. Weiterhin befinden sich in erheblichem Umfang auch geschliffene und polierte Edelstahloberflächen im Einsatz, die ebenfalls keine Reduzierung des Akloholanteils im Feuchtmittel ermöglichen.In various areas of plant engineering, there is a need for surfaces which must be easily wettable with water, that is to say which have corresponding hydrophilic properties. In an offset printing machine, e.g. B. the dampening system the task of transferring a thin, evenly closed dampening solution film to the printing plate cylinder. The dampening solution transport in a dampening system takes place in modern printing presses e.g. B. via a roller immersed in a water tank, a so-called transfer roller and a subsequent dampening roller, which is in direct contact with the printing plate cylinder. In order to form a thin, uniform dampening solution film with such a roller arrangement, correspondingly hydrophilic surface properties are necessary. High-quality printing is generally carried out on high-quality, very dense and firm paper types and sometimes requires dampening solution film thicknesses on the metering rollers of less than 4 µm. So far, printing requirements of this type could only be met by adding alcohols to the dampening solution to reduce the surface tension. The most common for this application is isopropanol and, more recently, various glycols that have come onto the market as so-called alcohol substitutes. A typical dosage of isopropanol in the dampening solution is between 10 and 15% by volume. These concentrations of alcohol in the dampening solution lead in larger offset printers, in particular with high-performance web presses, to the fact that the daily alcohol consumption on such machines can be several 100 liters. In accordance with this situation, legislative measures are in place for reasons of environmental protection and occupational safety Preparation that require a drastic reduction in wetting aids in dampening solutions in the form of alcohols or alcohol substitutes. Furthermore, it can be assumed that the quality requirements for printing technology products will certainly not decrease in the future, but will rather be increased. This clearly emerging conflict situation cannot be resolved with conventional dampening roller surfaces. According to the state of the art, electroplated chrome layers are used in particular on metering rollers, which are ground and polished before use. Furthermore, there are also a large number of polished and polished stainless steel surfaces in use, which also do not allow a reduction in the alcohol content in the dampening solution.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Druckmaschinenwalzen, insbesondere für das Feuchtwerk moderner Druckmaschinen Walzenoberflächen zu schaffen, die sich durch besonders hydrophile Eigenschaften auszeichnen.The invention is therefore based on the object of creating roller surfaces for printing press rolls, in particular for the dampening unit of modern printing presses, which are distinguished by particularly hydrophilic properties.

Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die entsprechenden Walzenkörper mit einer Beschichtung überzogen sind, die Aluminiumoxid und Siliziumoxid in Form von Mullit enthält oder vollständig daraus besteht.In the present invention, this object is achieved in that the corresponding roller bodies are coated with a coating which contains aluminum oxide and silicon oxide in the form of mullite or consists entirely of it.

In vorteilhafter Weise ist es möglich, Titanoxid und/oder Chromoxid dem Material für die Beschichtung beizufügen. In Verbindung mit einer derartigen Beschichtung ergibt sich für das Feuchtmittel, selbst bei völliger Alkoholfreiheit, eine außerordentlich gute Benetzbarket, die sich meßtechnisch in Form einer Randwinkelbestimmung (Benetzungswaage) feststellen läßt und zu Randwinkeln, z. B. für destilliertes Wasser, von deutlich unter 30° führt. Vergleichbare Oberflächenrauhigkeiten vorausgesetzt, zeigt unter gleichen Bedingungen eine dem Stand der Technik entsprechende Hartchromschicht einen Randwinkel von nahezu 50° und eine Edelstahloberfläche einen Randwinkel von nahezu 70°. Die extreme Benetzbarkeit der erfindungsgemäßen Beschichtung hat zur Folge, daß sie auch ohne oberflächenentspannende Zusätze von Alkohol oder Alkoholersatzstoffen im Feuchtmittel zu extrem dünnen und gleichmäßigen Feuchtmittelfilmen führt.It is advantageously possible to add titanium oxide and / or chromium oxide to the material for the coating. In connection with such a coating, there is an extraordinarily good wettability for the dampening solution, even with complete absence of alcohol, which can be determined by measurement in the form of a wetting angle determination (wetting balance) and to wetting angles, e.g. B. for distilled water, leads well below 30 °. Assuming comparable surface roughness, a hard chrome layer corresponding to the state of the art shows a contact angle of almost 50 ° and a stainless steel surface a contact angle of almost 70 ° under the same conditions. The extreme The result of the wettability of the coating according to the invention is that it leads to extremely thin and uniform films of dampening solution even without the addition of alcohol or alcohol substitutes in the dampening solution to relax the surface.

Mit der erfindungsgemäßen Beschichtung können eine oder mehrere Walzen der Druckmaschine, insbesondere des Feuchtwerks versehen werden.The coating according to the invention can be used to provide one or more rollers of the printing press, in particular of the dampening unit.

Je nach Konstruktionsart des Feuchtwerkes ist es erfahrungsgemäß besonders vorteilhaft, die Übertragungswalze zu beschichten.Depending on the type of construction of the dampening unit, experience has shown that it is particularly advantageous to coat the transfer roller.

Da die Walzenkörper in Druckmaschinen im allgemeinen aus Baustählen ohne besonderen Korrosionsschutz bestehen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, vor der erfindungsgemäßen Beschichtung mit Mullit, den Walzenkörper mit einer metallischen Schutzschicht zu überziehen, die in vergleichsweise hoher Konzentration die Elemente Nickel, Kobalt, Eisen, Molybdän, Chrom, Aluminium und Yttrium in beliebiger, dem spezifischen Korrosionsangriff entsprechender Kombination enthält. Sowohl die metallische Unterschicht, d. h. die Schutzschicht, als auch die oxidkeramische, erfindungsgemäße Deckschicht, d. h. die Mullit-Beschichtung, werden vorzugsweise durch thermisches Spritzen, insbesondere Plasmaspritzen, aufgetragen. Weitere, für die Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtung geeignete Verfahren sind die PVD-Verfahren, incl. Elektronenstrahlbedampfen (EBPVD), die CVD-Verfahren, die plasmaunterstützten CVD-Verfahren, die galvanischen Verfahren, die Diffusionsbeschichtungsverfahren aus der Gasphase oder dem Pack, die Sinterverfahren, die Heißisostatpreßverfahren (Hippen), Sprengplattieren, und alle Reaktivverfahren, bei denen durch reaktive Umwandlung aufgebrachter Metallschichten (Al, Si, Titan) eine Oxidschicht entsteht.Since the roller bodies in printing machines generally consist of structural steels without special corrosion protection, it has proven to be expedient to coat the roller body with a metallic protective layer before the coating with mullite according to the invention, which contains the elements nickel, cobalt, iron in a comparatively high concentration. Contains molybdenum, chromium, aluminum and yttrium in any combination that corresponds to the specific corrosion attack. Both the metallic underlayer, ie the protective layer, and the oxide ceramic top layer according to the invention, ie the mullite coating, are preferably applied by thermal spraying, in particular plasma spraying. Further processes suitable for the production of the coating according to the invention are the PVD processes, including electron beam vapor deposition (EBPVD), the CVD processes, the plasma-assisted CVD processes, the galvanic processes, the diffusion coating processes from the gas phase or the pack, the sintering processes, the hot isostatic pressing process (rocking), explosive plating, and all reactive processes in which an oxide layer is formed by reactive conversion of applied metal layers (Al, Si, titanium).

Die metallische Schutzschicht mit gleichzeitiger Haftvermittlerfunktion wird durch thermisches Spritzen vorzugsweise in einer Dicke von ca. 0,2 mm aufgetragen, wenn der Walzenkörper aus nicht korrosionsgeschütztem Baustahl besteht. Bei der Verwendung von Edelstahlkernen ist eine Schichtdicke der metallischen Schutzschicht mit reiner Haftvermittlerfunktion von ca. 70 µm ausreichend. Auf derart beschichtete Walzenkerne wird anschließend die erfindungsgemäße oxidkeramische Beschichtung mit einer Dicke von ca. 0, 25 mm, ebenfalls vorzugsweise durch thermisches Spritzen, aufgetragen. Eine in der beschriebenen Weise beschichtete Feuchtwalze, z. B. Dosierwalze, muß in der Folge zur Erzielung ihrer vollen Funktionstüchtigkeit mit entsprechender Hydrophilie, z. B. noch durch Maßschleifen und Polieren, auf einen Oberflächenrauhigkeitswert von Rz ≦ 4 µm, vorzugsweise Rz ≦ 2 µm, bearbeitet werden. Da thermisch gespritzte Schichten verfahrensbedingt immer durch eine gewisse Restporosität gekennzeichnet sind, die durch den Schleif- und Polierprozeß geöffnet werden können, hat sich eine porenverschließende Nachbehandlung als zweckmäßig erwiesen. Als Porenverschlußmittel sind hydrophile Polymere (z. B. Polyvenylalkohol) geeignet. Insbesondere ist vorgesehen, die geschliffene, polierte und versiegelte Feuchtwalze mit der erfindungsgemäßen oxidkeramischen Funktionsschicht vor ihrem Einbau in eine Druckmaschine mit einem handelsüblichen Reinigungsmittel, wie z. B. einem Plattenreiniger, abzureiben. Eine derartige Oberflächenaktivierung führt sofort zur vollen Ausbildung der hydrophilen Eigenschaften der erfindungsgemäß beschichteten Feuchtwalze. In diesem Zustand ergibt sich auf der Walzenoberfläche ein Randwinkel gegenüber dem beim Druckprozeß einzusetzenden Feuchtmittel (Wasser mit einem Pufferzusatz, der den pH-Wert bei 5 hält) von deutlich unter 30°.The metallic protective layer with a simultaneous adhesion promoter function is applied by thermal spraying, preferably in a thickness of approximately 0.2 mm, if the roller body consists of non-corrosion-resistant structural steel. When using stainless steel cores, a layer thickness of the metallic protective layer with pure adhesion promoter function of approx. 70 µm is sufficient. The oxide ceramic coating according to the invention is then applied to roll cores coated in this way with a thickness of approximately 0.25 mm, likewise preferably by thermal spraying. A dampening roller coated in the manner described, for. B. metering roller, must subsequently to achieve their full functionality with appropriate hydrophilicity, z. B. still by dimensional grinding and polishing, to a surface roughness value of R z ≦ 4 µm, preferably R z ≦ 2 µm, processed. Since thermally sprayed layers are always characterized by a certain residual porosity due to the process, which can be opened by the grinding and polishing process, a pore-closing post-treatment has proven to be expedient. Hydrophilic polymers (e.g. polyvinyl alcohol) are suitable as pore sealing agents. In particular, it is provided that the ground, polished and sealed dampening roller with the oxide-ceramic functional layer according to the invention before it is installed in a printing press with a commercially available cleaning agent, such as. B. a plate cleaner to rub. Such surface activation immediately leads to the full formation of the hydrophilic properties of the dampening roller coated according to the invention. In this state, there is a contact angle on the roller surface with the dampening solution to be used in the printing process (water with a buffer additive which keeps the pH at 5) of well below 30 °.

Die Erfindung wird durch die schematische Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles wie folgt veranschaulicht:

Fig. 1
zeigt die Walzenanordnung in einem in Offsetdruckmaschinen weit verbreiteten Feuchtungssystem,
Fig. 2
zeigt eine Übertragungswalze aus diesem Feuchtungssystem mit der erfindungsgemäßen Beschichtung,
Fig. 3
zeigt einen Querschliff zur Walzenoberfläche der Übertragungswalze nach Fig. 2 mit einer Darstellung des Schichtaufbaus.
The invention is illustrated by the schematic drawing using an exemplary embodiment as follows:
Fig. 1
shows the roller arrangement in a dampening system widely used in offset printing machines,
Fig. 2
shows a transfer roller from this dampening system with the coating according to the invention,
Fig. 3
shows a cross section to the roller surface of the transfer roller of FIG. 2 with an illustration of the layer structure.

Das Feuchtungssystem gemäß der Fig. 1 ist gekennzeichnet durch das Feuchtmittel 1 (Wasser, schwach sauer gepuffert, pH 5) in einem Wasserkasten 2, aus dem die gummierte Tauchwalze 3 den Feuchtmitteltransport zur Übertragungswalze 4 mit dem erfindungsgemäßen Keramiküberzug transportiert. Durch die außergewöhnliche Hydrophilie der erfindungsgemäßen Beschichtung auf der Übertragungswalze 4 ergibt sich dort über der gesamten Ballenlänge ein dünner, gleichmäßiger Feuchtmittelfilm, der in dieser Form auf die gummierte Feuchtauftragswalze übertragen und von dort direkt auf den Druckplattenzylinder 8 weitertransportiert wird. Die Feuchtauftragswalze 5 steht mit dem Farbwerk über die Zwischenwalze 6 in Verbindung. Aus Gründen der Vereinfachung ist vom gesamten Farbwerk nur eine Farbauftragswalze 7 in Fig. 1 dargestellt. In dieser beispielhaften Walzenanordnung führt die Beschichtung der Übertragungswalze 4 mit der erfindungsgemäßen Keramikschicht dazu, daß ohne den zur Zeit typischen Isopropanolgehalt im Feuchtmittel von 10 - 15 Vol. % mit gleicher Qualität wie bisher gedruckt werden kann. Dies hat für den Betrieb der Druckmaschine nicht nur zur Konsequenz, daß kostengünstiger produziert werden kann, sondern es werden auch die für Druckereibetriebe typischen hohen Emissionswerte für Kohlenwasserstoffe am Arbeitsplatz (MAK-Werte) und dem Abwasser drastisch gesenkt.The dampening system according to FIG. 1 is characterized by the dampening solution 1 (water, slightly acid buffered, pH 5) in a water box 2, from which the rubberized dipping roller 3 transports the dampening solution transport to the transfer roller 4 with the ceramic coating according to the invention. The extraordinary hydrophilicity of the coating according to the invention on the transfer roller 4 results in a thin, uniform dampening solution film over the entire length of the bale, which in this form is transferred to the rubberized dampening roller and is transported directly from there to the printing plate cylinder 8. The dampening roller 5 is connected to the inking unit via the intermediate roller 6. For reasons of simplification, only one inking roller 7 of the entire inking unit is shown in FIG. 1. In this exemplary roller arrangement, the coating of the transfer roller 4 with the ceramic layer according to the invention means that, without the isopropanol content typically present in the dampening solution, 10-15% by volume can be printed with the same quality as before. This not only has the consequence for the operation of the printing press that production can be carried out more cost-effectively, but also the high emission values for hydrocarbons at the workplace (MAK values) and the wastewater typical for printing plants are drastically reduced.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine Walzenanordnung wie in Fig. 1, sondern sie ist überall anwendbar, wo aus technischen Gründen eine besondere hydrophile Oberflächeneigenschaft gefordert wird.The invention is not limited to a roller arrangement as in FIG. 1, but can be used wherever a special hydrophilic surface property is required for technical reasons.

In Fig. 2 und 3 ist die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehene Übertragungswalze aus Fig. 1 dargestellt. Der Walzenkörper 9 kann aus beliebigen Materialien, wie z. B. Baustählen oder rostfreien, höher legierten Stählen, hergestellt sein. Der Querschliff durch die erfindungsgemäße Beschichtung ist gekennzeichnet durch den Walzenkörper 9, dessen Oberfläche z. B. durch Abrasivstrahlen aufgerauht ist. Auf diese aufgerauhte Walzenkörperoberfläche ist eine haftvermittelnde und vor Korrosion schützende Unterschicht 10, z. B. durch thermisches Spritzen, aufgetragen. Die Rauhigkeit dieser Schicht 10 mit ihren Hinterschneidungen an der Oberfläche bietet für die eigentliche Funktionskeramik 11, der erfindungsgemäßen Mullit-Beschichtung, die Gewähr für ausreichende Haftung. Die Funktionskeramik 11 weist bei Aufbringung durch thermisches Spritzen Restporen 12, die über der Schichtdicke gleichmäßig verteilt vorliegen, auf. Diese Poren 12 in der Funktionskeramik 11 können wie vorgehend beschrieben versiegelt sein.FIGS. 2 and 3 show the transfer roller from FIG. 1 provided with the coating according to the invention. The roller body 9 can be made of any materials, such as. B. structural steels or stainless, higher-alloy steels. The cross section through the coating according to the invention is characterized by the roller body 9, the surface of which, for. B. is roughened by abrasive blasting. On this roughened roller body surface is an adhesion-promoting and corrosion-protecting lower layer 10, for. B. applied by thermal spraying. The roughness of this layer 10 with its undercuts on the surface provides the guarantee for sufficient adhesion for the actual functional ceramic 11, the mullite coating according to the invention. When applied by thermal spraying, the functional ceramic 11 has residual pores 12 which are evenly distributed over the layer thickness. These pores 12 in the functional ceramic 11 can be sealed as described above.

Die Funktionskeramik 11 ist vor ihrem Einsatz an der Oberfläche 13 durch Schleifen und Polieren bis auf einen Rauhigkeitswert von Rz ≦ 2.0 µm geglättet worden. Weiterhin ist es möglich, die Oberfläche 13 vor ihrem Einsatz in der Druckmaschine mit einem handeslüblichen Plattenreiniger zu aktivieren. In diesem aktivierten Zustand ist es möglich, auf der gesamten Ballenfläche z. B. einer Übertragungswalze, mit der erfindungsgemäßen Beschichtung einen gleichmäßigen Feuchtmittelfilm von z. B. nur 4 µm auch ohne Isopropanol im Feuchtmittel zu erzielen, so daß ein fehlerfreier hochwertiger Druck ohne Feuchtmittelriß auch im Dauerbetrieb erreicht wird. Die Schichtdicke der Unterschicht 10 kann zwischen 50 µm und 1 mm schwanken, da sie auch gleichzeitig zur maßlichen Korrektur des Walzenkörperdurchmessers mit herangezogen werden kann. Die Schichtdicke der Funktionskeramik 11 schankt je nach Anwendung zwischen 0,1 mm und 1,0 mm.Before being used, the functional ceramic 11 was smoothed on the surface 13 by grinding and polishing to a roughness value of R z ≦ 2.0 μm. Furthermore, it is possible to activate the surface 13 with a commercially available plate cleaner before it is used in the printing press. In this activated state, it is possible, for. B. a transfer roller with the coating according to the invention a uniform dampening film of z. B. to achieve only 4 microns without isopropanol in the dampening solution, so that an error-free high-quality print without dampening solution crack is achieved even in continuous operation. The layer thickness of the lower layer 10 can be between 50 µm and 1 mm fluctuate, since they can also be used for dimensional correction of the roller body diameter. The layer thickness of the functional ceramic 11 varies between 0.1 mm and 1.0 mm, depending on the application.

Claims (22)

Druckmaschinenwalze, insbesondere Feuchtwalze mit einer Beschichtung (11) der gesamten Ballenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminiumoxid und Siliziumoxid in Form von Mullit zumindest enthält.Printing machine roller, in particular dampening roller with a coating (11) of the entire bale surface, characterized in that it at least contains aluminum oxide and silicon oxide in the form of mullite. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) Titanoxid und/oder Chromoxid enthält.Printing machine roller according to claim 1, characterized in that the coating (11) contains titanium oxide and / or chromium oxide. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) durch thermisches Spritzen aufgetragen ist.Printing machine roller according to claim 1, characterized in that the coating (11) is applied by thermal spraying. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) auf einer Unterschicht (10) aufgebracht ist, die die Elemente Nickel und/oder Kobalt und/oder Eisen und/oder Molybdän und/oder Chrom und/oder Aluminium und/oder Yttrium enthält.Printing machine roller according to Claim 1, characterized in that the coating (11) is applied to an underlayer (10) which comprises the elements nickel and / or cobalt and / or iron and / or molybdenum and / or chromium and / or aluminum and / or Contains yttrium. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht (10) durch thermisches Spritzen aufgetragen ist.Printing machine roller according to Claim 4, characterized in that the lower layer (10) is applied by thermal spraying. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) eine Dicke von 0,1 mm - 1,0 mm, vorzugsweise 0,5 mm, aufweist, während die Unterschicht (10) eine Dicke von 0,05 mm - 1,0 mm aufweist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) has a thickness of 0.1 mm - 1.0 mm, preferably 0.5 mm, while the lower layer (10) has a thickness of 0.05 mm - 1.0 mm. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) eine Oberflächenrauhigkeit von Rz ≦ 4 µm, vorzugsweise Rz ≦ 2,0 µm, aufweist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) has a surface roughness of R z ≦ 4 µm, preferably R z ≦ 2.0 µm. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) eine PVD-Schicht ist (Physical Vapour Deposition).Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) is a PVD layer (Physical Vapor Deposition). Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) eine EBPVD-Schicht ist (Elektronenstrahlbedampfen).Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) is an EBPVD layer (electron beam vapor deposition). Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) eine CVD-Schicht ist (Chemical Vapour Deposition).Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) is a CVD layer (Chemical Vapor Deposition). Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) eine Plasma-CVD-Schicht ist (PLasmaunterstütztes CVD).Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) is a plasma CVD layer (plasma-assisted CVD). Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) durch ein galvanisches Verfahren aufgetragen sind.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) are applied by a galvanic process. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) durch ein Diffusionsbeschichtungsverfahren aufgetragen sind.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the underlayer (10) are applied by a diffusion coating process. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) durch ein Sinterverfahren aufgetragen sind.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) are applied by a sintering process. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) durch ein Heißisostatpreßverfahren (Hippen) aufgetragen sind.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) are applied by a hot isostatic pressing method (rocking). Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) und/oder die Unterschicht (10) durch Sprengplattieren aufgetragen sind.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) and / or the lower layer (10) are applied by explosive plating. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) durch ein Reaktivverfahren aufgetragen ist, bei dem durch reaktive Umwandlung vorher aufgebrachter Metallschichten aus Aluminium und Silizium und/oder Titan und/oder Chrom eine Oxidschicht entsteht.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) is applied by a reactive process in which an oxide layer is formed by reactive conversion of previously applied metal layers of aluminum and silicon and / or titanium and / or chromium. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Beschichtung (11) nach dem Beschichtungsvorgang durch Schleifen und/oder Polieren geglättet ist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the coating (11) is smoothed after the coating process by grinding and / or polishing. Druckmaschinenwlze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) zur Verringerung der Porosität mit einem porenverschließenden Mittel versiegelt ist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) is sealed with a pore-closing agent in order to reduce the porosity. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) nach dem Beschichtungsvorgang bis zu einer Rauhtiefe Rz ≦ 1,5 µm bearbeitet ist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) is processed after the coating process to a roughness depth R z ≦ 1.5 µm. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Beschichtung (11) vor ihrem Einsatz in der Druckmaschine mit einem schwachsauren Reinigungsmittel, wie z. B. Plattenreiniger aktiviert ist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the coating (11) before use in the printing machine with a weakly acidic cleaning agent, such as. B. Plate cleaner is activated. Druckmaschinenwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (11) so ausgeführt ist, daß sie gegenüber einem für den Druckprozeß einzusetzenden Feuchtmittel auch ohne jeglichen Gehalt an Isopropanol und/oder Alkoholersatzstoff einen Benetzungswinkel kleiner als 30° aufweist.Printing machine roller according to one of the preceding claims, characterized in that the coating (11) is designed such that it has a wetting angle of less than 30 ° with respect to a dampening solution to be used for the printing process, even without any isopropanol and / or alcohol substitute content.
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