ES2223397T3 - Rodillo con un revestimiento,que contiene unapoliolefina fluorada. - Google Patents

Abstract

Rodillo con un revestimiento hecho de un material sintético elastómero o elástico sobre la base de un caucho, un material termoplástico elástico, un elastómero termoplástico, sistemas de poliuretanos aptos para el moldeo por colada, o mezclas de estos componentes, caracterizado porque el material sintético elastómero o elástico contiene una poliolefina fluorada en una cantidad que es suficiente para mejorar la propiedad repelente de la tinta o de otros medios, que presenta el revestimiento del rodillo.

Description

Rodillo con un revestimiento, que contiene una poliolefina fluorada.

El invento se refiere a un rodillo con un revestimiento hecho de un material sintético elastómero o elástico, presentando el revestimiento propiedades repelentes de la tinta, así como a su utilización en particular en el equipo humectador de una máquina impresora por transferencia (offset).

En el procedimiento de impresión offset, los elementos de imagen y escritura se transfieren fotomecánicamente a una plancha de impresión sensibilizada. Esta plancha de impresión, que es una plancha multimetálica flexible, se sujeta en la máquina impresora sobre un cilindro para plancha. Durante el proceso de impresión, mediante aplicación de la tinta sobre los sitios sensibilizados de la plancha de impresión se genera la imagen impresa. Ésta es transferida luego en primer lugar a un paño de goma (caucho vulcanizado), que también está sujeto sobre un cilindro, y desde allí al material impreso. La plancha de impresión es humedecida en tal caso constantemente con un agente humectante, por regla general agua de humectación, para que en los sitios en los que no se imprima se forme una película de agente humectante que repela a la tinta de impresión.

La necesaria humectación de la plancha de impresión la procura un equipo humectador a base de rodillos dispuestos de manera alternada con una superficie metálica o con un revestimiento a base de un material sintético elastómero o elástico. Estos últimos, seguidamente denominados rodillos de humectación, se designan, dependiendo de su función en el equipo humectador, por ejemplo como rodillos de aplicación de humedad, de inmersión, de dosificación o ductores. La misión de los rodillos en el equipo humectador consiste en transferir, con todas las velocidades de rotación de la máquina, el agente humectante de un modo constante y con espesor uniforme sobre los cilindros para planchas. En este caso se debe evitar que la tinta de impresión sea transferida desde la plancha de impresión al equipo humectador, con lo que el agente humectante se puede impurificar y además los rodillos de humectación se pueden también dañar. Solamente junto a la superficie del rodillo para aplicación de humedad, situado junto a la plancha de impresión, es aceptable y deseado actualmente en cierta medida un mezclamiento entre el agua de humectación y la tinta de impresión.

Con el fin de conseguir una buena mojadura de la superficie de los rodillos de humectación, se añaden al agua de humectación aditivos de agentes humectantes especiales, con frecuencia también alcohol isopropílico (IPA), cuya proporción está situada en la práctica entre 0 y 15% en volumen. Se desarrollaron además revestimientos especiales de los rodillos, con el fin de conseguir mejores propiedades superficiales para el agua, ajustadas a la misión particular. A pesar de todos los esfuerzos efectuados hasta ahora para mejorar las propiedades del revestimiento de los rodillos de humectación con la finalidad de que no reciban la tinta de impresión, hasta ahora no se han podido evitar costosos procedimientos de limpieza. Puesto que al limpiar los rodillos de humectación se tiene que interrumpir el proceso de impresión, resultan considerables costos por detención de la máquina.

A partir del documento de patente alemana DE 196.456.96 C1 (correspondiente al documento de solicitud de patente europea EP 841.147 A2) se conoce un rodillo con una envoltura a base de un elastómero, que por un procedimiento especial es provisto de una capa antiadhesiva a base de un polímero fluorado. En el caso del procedimiento descrito, un segmento de manguera a base de un polímero fluorado se extiende sobre un rodillo provisto de una envoltura a base de un elastómero y se pega con éste. Este procedimiento es, por una parte, muy costoso, puesto que la superficie completa de los rodillos es provista de una capa a base de un polímero fluorado y, por otra parte, la capa de polímero fluorado es relativamente dura, por lo que los rodillos revestidos de esta manera no se pueden emplear como rodillos de humectación en máquinas impresoras por offset.

En el documento de patente de los EE.UU. US 6.141.873 se describe un rodillo con un constitución en varias capas del revestimiento del rodillo. Éste se obtiene proveyendo a una capa inferior de caucho de silicona con una capa de cubrimiento a base de una membrana fibrosa de PTFE (poli-(tetrafluoroetileno)). Esta capa resulta asimismo demasiado dura, para que el rodillo se pueda emplear como rodillo de humectación. Además, tanto la membrana de PTFE como también la producción de estos rodillos, resultan muy caras.

En el documento US 5.320.042 se describe un rodillo conductor del papel, que está provisto de capas a base de un material sintético de alto peso molecular, en particular un polietileno o un PTFE, siendo el PTFE aplicado como revestimiento en un procedimiento de proyección térmica. Las capas tienen un espesor de aproximadamente 0,2 a 1 mm. En la capa de cubrimiento están empotradas además esferas de vidrio, que deben mejorar las propiedades de deslizamiento y frotamiento en relación con la banda continua de papel. Las capas descritas no contienen, sin embargo, ningún material sintético elastómero o elástico.

Ciertas mezclas de PTFE y elastómeros o de polímeros fluorados y materiales termoplásticos modificados con caucho se divulgan en los documentos US 5.399.400 y US 5.962.587 respectivamente. Sin embargo, estas mezclas se utilizan para la producción de artículos de paredes delgadas que tienen una mejorada resistencia a la rotura, o para conferir a las piezas moldeadas producidas a partir de ellas una superficie con unas mejoradas propiedades de tenacidad, dilatabilidad y rozamiento disminuido. El invento se basó en la misión de mejorar el material de revestimiento de rodillos, en particular de rodillos de humectación, de tal manera que se consiga un comportamiento repelente frente a tintas de impresión y otros medios. En tal caso, se debería conseguir, en particular en el caso de rodillos de humectación que, en el caso de una transferencia constantemente buena del agente humectante, se puedan aumentar manifiestamente los intervalos que transcurren entre los procesos de limpieza, y por consiguiente se puedan disminuir considerablemente los costos vinculados con esta limpieza. El problema planteado por esta misión se pudo resolver de manera sorprendente mediante el recurso de que al material de revestimiento se le añade una poliolefina fluorada.

El invento se refiere, por lo tanto, a un rodillo con un revestimiento a base de un material sintético elastómero o elástico, que está caracterizado porque el material sintético elastómero o elástico contiene adicionalmente una poliolefina fluorada. El invento se refiere además en particular a la utilización del rodillo conforme al invento como rodillo de humectación en máquinas impresoras por offset, así como a un procedimiento para su producción.

De modo sorprendente, se comprobó que mediante la adición de una poliolefina fluorada, el revestimiento de rodillos puede ser provisto a un precio barato de unas propiedades repelentes de la tinta que son suficientes para el trabajo de impresión.

Otras formas de ejecución del invento se representan a continuación así como en las reivindicaciones de esta patente.

Los rodillos y su estructura son ampliamente conocidos por un experto en la especialidad. Ellos constan de un núcleo de rodillo y de un revestimiento. El núcleo de rodillo se puede producir por ejemplo a base de un material metálico o a base de un material sintético termoplástico o duroplástico (termoestable), que ventajosamente está reforzado mediante materiales fibrosos. Son especialmente ventajosos en tal caso unos núcleos de rodillos a base de un material sintético reforzado con fibras de vidrio (GFK) o de un material sintético reforzado con fibras de carbono (CFK).

Como material sintético elastómero o elástico para el revestimiento del rodillo se emplean, conforme al invento, elastómeros y materiales sintéticos elásticos sobre la base de un caucho natural (NR), un caucho sintético, p.ej. un caucho de acrilonitrilo y butadieno (NBR, HNBR, XNBR), un caucho de etileno (CM, CSM), un caucho de etileno y propileno (EPM, EPDM), un caucho de estireno y butadieno (SBR), un caucho butílico (IIR), un caucho de poliuretano (PUR), un caucho de poliacrilato (ACM), un caucho de epiclorhidrina (CO, ECO), un caucho de silicona (Q, VQ, MQ, etc.), o un caucho de cloropreno (CR), un material termoplástico elástico, p.ej. un poli(cloruro de vinilo) (PVC), un elastómero termoplástico (TPE), p.ej. una poliolefina elastificada, un copolímero de bloques de estireno, un elastómero de copoliéster o un poliuretano termoplástico (TPU), así como sobre la base de sistemas de poliuretanos de dos o más componentes, aptos para el moldeo por colada, o mezclas apropiadas de los componentes mencionados. Tales materiales han sido descritos por ejemplo por Walter Grohl y colaboradores en Kontakt & Studium, tomo 5, "Elastomere - Dicht - und Konstruktionswerkstofe" [Materiales elastómeros para estanqueidad y construcción], 3ª edición revisada en 1983, editorial Expert, D-71120, a lo que se hace referencia.

Al realizar la producción de los rodillos, el caucho es reticulado por lo general mediante vulcanización y adquiere con ello la resistencia mecánica deseada, mientras que los materiales termoplásticos elásticos y los elastómeros termoplásticos consiguen su resistencia mecánica mediante el enfriamiento a partir de una masa fundida, y los sistemas de poliuretanos aptos para el moldeo por colada consiguen su resistencia mecánica por polimerización y enfriamiento en el molde de colada.

La poliolefina fluorada contenida conforme al invento puede estar fluorada parcial o totalmente y como copolímero puede contener eventualmente también eslabones no olefínicos de la cadena. De modo preferido se utiliza un copolímero de etileno y propileno fluorado (FEP) o una poliolefina perfluorada, en particular un poli(tetrafluoroetileno) (PTFE, p.ej. Teflón®). La cantidad de la poliolefina fluorada ha de ser adaptada al respectivo material de revestimiento y a la intensidad deseada del efecto repelente de la tinta o de los medios. Ventajosamente, la cantidad añadida es de 0,5 a 25% en peso, en particular de 5 a 10% en peso, referida al material de revestimiento, y se incorpora en el material de revestimiento del modo más homogéneo que sea posible. Para esto, es ventajoso en especial emplear la poliolefina fluorada en forma de micro-polvos para espolvorear o de micro-fibras. Eventualmente puede ser ventajoso modificar la poliolefina fluorada antes de la adición, con el fin de mejorar el mezclamiento con el material de revestimiento, o incorporar la poliolefina fluorada, p.ej. para la producción de una tanda patrón, tan sólo en una parte del material de revestimiento, que posteriormente se incorpora en el material restante.

En otra forma de realización del invento, la poliolefina fluorada puede presentarse en forma de un material fibroso, p.ej. como una esterilla, un tejido, un fieltro, un velo o un elemento similar. Este material fibroso puede ser provisto, por ejemplo mediante procedimientos de impregnación o revestimiento, con el caucho, el elastómero termoplástico, el material termoplástico elástico, o con el sistema de moldeo por colada del revestimiento del rodillo, y puede ser aplicado sobre la superficie de un núcleo de rodillo o de un rodillo.

El material sintético elastómero o elástico puede contener además aditivos usuales, tales como materiales de carga, antioxidantes, plastificantes, etc., así como aditivos funcionales tales como sustancias con grupos químicos funcionales. En el caso de estas últimas puede tratarse por ejemplo de sustancias destinadas al ajuste de la hidrofilia de la superficie de los rodillos, p.ej. puede tratarse de sustancias monoméricas, oligoméricas o poliméricas con grupos hidrófilos, por ejemplo con grupos hidroxilo, carboxilo, carboxilato, amido, silanol, de ácido sulfónico y/o sulfonato. Estos y otros aditivos funcionales se pueden incorporar por mezclamiento en el material sintético del revestimiento o se pueden fijar reactivamente p.ej. por copolimerización o por una reacción análoga a la polimerización, etc. En una forma especial de realización, el material del revestimiento puede contener también sustancias poliméricas que tienen grupos funcionales, en particular hidrófilos, así como grupos fluoro-alquilo.

El revestimiento del rodillo puede estar constituido a base de una, dos o más capas, pudiendo limitarse la modificación repelente de la tinta conforme al invento a una capa de cubrimiento con un espesor previamente determinado. En el caso de una constitución en varias capas del revestimiento del rodillo, el material de revestimiento de las diferentes capas puede ser facultativamente igual o diferente. En cualquier caso, sin embargo, por lo menos la capa superficial del revestimiento del rodillo contiene la poliolefina fluorada en una cantidad que es suficiente para mejorar la propiedad repelente de la tinta o de otros medios, que presenta el revestimiento del rodillo. Ventajosamente, el espesor de esta capa es hasta de 10 mm, preferiblemente hasta de 5 mm.

Tal como es usual, el revestimiento del rodillo es rectificado cilíndricamente antes del uso, con el fin de conferir al rodillo el diámetro exigido, así como la forma cilíndrica y la aspereza superficial que se necesitan. Durante el empleo del rodillo, la superficie se puede regenerar por operaciones repetidas de limpieza o repaso por rectificación.

Los rodillos conformes al invento se pueden utilizar en todos los casos en donde sea necesaria una especial propiedad repelente de la tinta o de otros medios. En máquinas impresoras por offset, estos rodillos encuentran utilización ventajosamente como rodillos de humectación. Así, experimentos realizados en máquinas impresoras han mostrado que, en el caso de emplearse el rodillo conforme al invento en el equipo humectador, se separa desde el cilindro para planchas de impresión de retorno al equipo humectador manifiestamente menos cantidad de tinta que en el caso de la utilización de los rodillos hasta ahora usuales. Si con los rodillos de humectación hasta ahora usuales se necesitan varios procesos de limpieza por cada capa, con el rodillo conforme al invento se pueden hacer funcionar absolutamente varias capas sin ninguna limpieza. De esta manera se pueden reducir considerablemente los costos de lavado y los costos por detención de la máquina.

En el caso de utilizarse el rodillo conforme al invento como rodillo de humectación en máquinas impresoras por offset, la dureza del revestimiento del rodillo se ajusta a aproximadamente 15 a 45 Shore A. Para otras aplicaciones, o para construcciones especiales del equipo humectador, puede ser necesaria una dureza más alta o más baja, pero en general la dureza es de 10 a 100 Shore A.

Otra ventaja adicional en el caso de utilizarse el rodillo conforme al invento como rodillo de humectación, se encuentra en una mejor transferencia de la humedad junto con una considerable reducción de la proporción de alcohol isopropílico en el agente humectante. La reducción de la proporción de IPA es pretendida por razones de protección del medio ambiente.

Ejemplo 1

Producción de un rodillo de NBR / PTFE: En 100 partes en peso de una usual mezcla de caucho NBR se incorporaron en el rodillo mezclador del modo más homogéneo que fuese posible 10 partes en peso de un polvo de PTFE (PTFE micro-powder, de Dupont). La mezcla se aplicó sobre un núcleo de rodillo y se vulcanizó a aproximadamente 150ºC. El revestimiento del rodillo vulcanizado se recortó y rectificó a las dimensiones acabadas, y el rodillo se incorporó como rodillo de transferencia en el equipo humectador de una máquina impresora por offset.

De modo comparativo, se produjo otro rodillo a base de la misma mezcla de caucho NBR pero sin ninguna adición del polvo de PTFE, y se incorporó como rodillo de humectación en una máquina impresora por offset.

En el trabajo normal de impresión con tintas Heatset (de curado por calor) que se basan en aceites minerales, se pudo comprobar que en el caso del rodillo de NBR / PTFE la acumulación de tinta junto a la superficie del rodillo se efectuaba con mayor lentitud, y que por consiguiente una limpieza de la superficie del rodillo se hacía necesaria tan sólo al final de una capa de trabajo. Con el rodillo comparativo se necesitaban por el contrario en el mismo período de tiempo 3 procesos de limpieza.

Ejemplo 2

Producción de un rodillo de NBR / PTFE de múltiples capas: En 100 partes en peso de una usual mezcla de caucho NBR se incorporan en el rodillo mezclador del modo más homogéneo que fuese posible 5 partes en peso de fibras de PTFE (Profilen, Lenzing Plastics). Una capa inferior a base de la mezcla de NBR así como una capa de cubrimiento a base de la mezcla de NBR / PTFE se aplican sobre un núcleo de rodillo y se vulcanizan a aproximadamente 150ºC. El revestimiento del rodillo vulcanizado se recorta y rectifica a las dimensiones acabadas. El rodillo es utilizable en particular como rodillo de dosificación o transferencia en el equipo humectador de una máquina impresora por offset.

Ejemplo 3

Producción de un rodillo de EPDM / PTFE: En 100 partes en peso de una usual mezcla de caucho EPDM se incorporan en el mezclador del modo más homogéneo que fuese posible 7 partes en peso de fibras de PTFE (Profilen, Lenzing Plastics). La mezcla se aplica sobre un núcleo de rodillo y se vulcaniza a aproximadamente 150ºC. El revestimiento del rodillo vulcanizado se recorta y rectifica a las dimensiones acabadas. El rodillo es utilizable en particular en el equipo humectador de una máquina impresora por offset, que imprime con tintas que se secan por rayos ultravioletas (UV).

Ejemplo 4

Producción de un rodillo de PU / PTFE: En 100 partes en peso de un usual sistema de poliéster-uretano de dos componentes se incorporan por agitación del modo más homogéneo que fuese posible 15 partes en peso de un polvo de PTFE (PTFE micro-powder, de Dupont). La mezcla se moldea por colada en un molde para colada de rodillos y se polimeriza a aproximadamente 150ºC en un armario estufa de desecación.

Otras formas de realización del rodillo conforme al invento, así como procedimientos para su producción, se ponen de manifiesto para un experto en la especialidad, tomando en consideración sus conocimientos especializados en los sectores de la tecnología del caucho vulcanizado y de los rodillos, mediante las informaciones aquí reproducidas.

Claims (10)

1.Rodillo con un revestimiento hecho de un material sintético elastómero o elástico sobre la base de un caucho, un material termoplástico elástico, un elastómero termoplástico, sistemas de poliuretanos aptos para el moldeo por colada, o mezclas de estos componentes, caracterizado porque el material sintético elastómero o elástico contiene una poliolefina fluorada en una cantidad que es suficiente para mejorar la propiedad repelente de la tinta o de otros medios, que presenta el revestimiento del rodillo.

2. Rodillo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento está constituido por una, dos o más capas, realizándose que por lo menos la capa superficial contiene la poliolefina fluorada.

3. Rodillo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la poliolefina fluorada se presenta en forma de un polvo o de fibras, y la proporción de la poliolefina fluorada en el material sintético elastómero o elástico del revestimiento es de 0,5 a 25% en peso, de modo preferido de 5 a 10% en peso.

4. Rodillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como poliolefina fluorada se utiliza un polietileno, polipropileno o copolímero de etileno y propileno, fluorado.

5. Rodillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como poliolefina fluorada se emplea una poliolefina perfluorada, de modo preferido un poli(tetrafluoroetileno).

6. Rodillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque para el material sintético elastómero o elástico se emplea como caucho en particular un NR, NBR, HNBR, XNBR, IIR, SBR, CR, CM, CSM, ACM, ECO, EPM, EPDM, PUR o un caucho de silicona, y como material termoplástico elástico se emplea en particular un PVC.

7. Rodillo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque como material sintético elastómero o elástico se emplea un NBR, CR, PU ó PVC, preferiblemente con una dureza situada en el intervalo de 15 a 45 Shore A.

8. Procedimiento para la producción de un rodillo de acuerdo con una las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque un núcleo de rodillo es provisto de un revestimiento hecho de un material sintético elastómero o elástico sobre la base de un caucho, un material termoplástico elástico, un elastómero termoplástico, sistemas de poliuretanos aptos para el moldeo por colada, o mezclas de estos componentes, realizándose que el núcleo del rodillo consta de un material metálico o de un material sintético, en particular reforzado con fibras de vidrio o fibras de carbono, y que el material sintético elastómero o elástico contiene una poliolefina fluorada.

9. Utilización de un rodillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, como rodillo de humectación en máquinas impresoras por offset.

10. Procedimiento para el mejoramiento de las propiedades repelentes de la tinta o de otros medios, que presenta un revestimiento de rodillo hecho de un material sintético elastómero o elástico sobre la base de un caucho, un material termoplástico elástico, un elastómero termoplástico, sistemas de poliuretanos aptos para el moldeo por colada, o mezclas de estos componentes, caracterizado porque al material sintético elastómero o elástico se le añade una poliolefina fluorada, de modo preferible un copolímero de etileno y propileno fluorado o un poli(tetrafluoroetileno).