ES2919561T3

ES2919561T3 - Cilindro de baja vibración

Info

Publication number: ES2919561T3
Application number: ES19158348T
Authority: ES
Inventors: Martin Schwiertz; Uwe Müller; Klaus Bennink
Original assignee: Flint Group Germany GmbH
Current assignee: Flint Group Germany GmbH
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: EP3698969B1; MX2020001940A; US11890857B2; EP3698969A1; US20200262193A1; CN111591010A; JP2020131714A; CN111591010B; BR102020003393A2; RU2020108069A; JP7436233B2

Abstract

La invención se refiere a un cilindro (10) que está configurado para aplicar al menos un cilindro hueco, por el cual el cilindro (10) tiene una estructura de capa que, en este orden, una capa base (12) o un núcleo de cilindro, un primer compresible capa (14), un relleno (16), una capa intermedia (18), una segunda capa compresible (20) y una capa superior (22), por la cual la capa de cubierta forma una superficie de capa del cilindro. Cilindros (10) y Otros cilindros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cilindro de baja vibración

La invención se refiere a un cilindro que está configurado para la aplicación encima de al menos un cilindro hueco y que comprende una estructura en capas con una capa de cubierta dura, formando la capa de cubierta dura una superficie envolvente del cilindro.

Además, la invención se refiere a disposiciones que comprenden al menos dos cilindros de este tipo.

Estado de la técnica

La impresión flexográfica es un procedimiento de impresión en relieve en el que se transfiere una tinta de impresión delgada y fluida desde los puntos elevados de la plancha de impresión a un sustrato. La impresión flexográfica se caracteriza por el uso de planchas de impresión elásticas y blandas, por lo que se puede imprimir en una gran cantidad de sustratos (papel, cartón, láminas). Además de la impresión offset y la impresión en huecograbado, la impresión flexográfica es uno de los procedimientos de impresión más importantes en la industria del envasado.

Entre las máquinas de impresión flexográfica, se distingue entre máquinas de impresión de varios cilindros y de cilindro central. En una máquina de impresión de cilindro central, las unidades de impresión individuales están dispuestas alrededor de un cilindro central por el que se guía la banda de sustrato. En el caso de máquinas de impresión de varios cilindros, las unidades de impresión individuales están dispuestas una detrás de otra. Las unidades de impresión consisten en el cilindro para planchas de impresión, un rodillo anilox para entintar la plancha de impresión y una bandeja de tinta desde la cual la tinta de impresión llega al rodillo anilox. En el caso más sencillo, el cilindro para planchas de impresión consta de un rodillo de acero al que se adhiere la plancha de impresión flexográfica.

Una gran ventaja de la impresión flexográfica frente a otros procedimientos de impresión es su variabilidad de formatos. Se pueden imprimir diferentes formatos utilizando cilindros de acero con diferentes diámetros como cilindros para planchas de impresión. El experto en la técnica habla de la denominada longitud de repetición. La longitud de repetición corresponde a la longitud de impresión para una revolución completa del cilindro para planchas de impresión. Sin embargo, reemplazar los pesados cilindros de acero requiere mucho tiempo. Esta es la razón por la que ahora se ofrecen máquinas de impresión flexográfica en las que la longitud de repetición se puede cambiar más fácilmente utilizando manguitos adaptadores. El manguito adaptador se empuja sobre el cilindro de acero. Los grosores de pared de los manguitos adaptadores habituales van de 7 mm a 300 mm. A continuación, sobre el manguito adaptador se empuja un manguito de impresión, sobre el cual se encuentra la plancha de impresión por lo general premontada. Los manguitos adaptadores o de impresión se denominan hoy en día en general como mangas. Las mangas están hechas de plástico. Son significativamente más livianas que los cilindros de acero correspondientes y, por lo tanto, son mucho más fáciles de reemplazar en la máquina de impresión.

Una manga generalmente se estructura de la siguiente manera (desde el interior hacia el exterior):

Sobre una capa delgada de material PRFV (PRFV= plástico reforzado con fibra de vidrio) hay una capa delgada compresible, que a su vez está cubierta por una segunda capa delgada de material PRFV. Este conjunto de capas hace que las mangas sean expansibles con aire comprimido y se denomina en lo sucesivo manguito de base de PRFV. El manguito base de PRFV suele tener un espesor de 1 mm a 4 mm. Sobre el manguito de base de PRFV se aplica una capa de espuma de poliuretano de unos pocos mm a unos pocos cm de espesor. Esta capa se utiliza para aumentar el espesor de capa o para lograr la longitud de repetición deseada. Por lo general, sobre la capa de espuma de poliuretano hay una capa de PRFV delgada o una capa de cubierta delgada adicional para garantizar la estabilidad mecánica y química de la manga.

Para garantizar que el manguito adaptador se pueda empujar por encima fácilmente, los cilindros para planchas de impresión pueden presentar orificios de aire desde los cuales fluye aire comprimido. Gracias al aire comprimido se forma un colchón de aire, como resultado de lo cual el diámetro interior del manguito adaptador se ensancha y el manguito adaptador se desliza sobre el cilindro para planchas de impresión. Si se detiene el suministro de aire, el manguito adaptador se sujeta sobre el cilindro para planchas de impresión y queda fijado firmemente a este.

Para que la manga de impresión pueda colocarse sobre el manguito adaptador, el manguito adaptador normalmente contiene también un sistema de conducción de aire. En este sentido, se conocen dos sistemas en el estado de la técnica. O bien el aire comprimido se transmite directamente desde el cilindro para planchas de impresión (sistema puente) o bien existe una toma de aire separada en una de las caras frontales del manguito adaptador (sistema Airo).

Con el sistema puente, el adaptador tiene canales de aire que se extienden desde la cara interior del manguito adaptador hasta la cara exterior del manguito del adaptador, de modo que el aire comprimido que sale del cilindro para planchas de impresión también puede crear un colchón de aire sobre el manguito adaptador. Por el documento EP 1 263 592 B1 se conoce un manguito adaptador según el sistema puente.

Para lograr altas velocidades de impresión sin afectar a la imagen impresa, las vibraciones del cilindro durante el proceso de impresión deben mantenerse al mínimo. Para ello, el cilindro debe presentar buenas propiedades de amortiguación. Las propiedades de vibración y amortiguación de un cilindro dependen, en particular, de su masa y de las propiedades físicas de los materiales utilizados. En particular, el módulo de elasticidad influye en la resistencia que ofrece un material a la deformación y, por tanto, en las propiedades de amortiguación de este material.

Por el documento WO 2017/089221 A1 se conoce un manguito que presenta una capa exterior dimensionalmente estable e impermeable a los líquidos y varias capas interiores. Las capas interiores comprenden, como capa más interna, una capa de base a base de un plástico reforzado con fibras de vidrio, una capa compresible y una capa estructural. El manguito presenta, además, en las caras frontales un anillo de un material impermeable a los líquidos, con el que se cierran las caras frontales.

El documento DE 102014220 850 A1 describe un manguito de impresión que presenta una capa interior y una capa exterior que está directamente en contacto con la capa interior. La capa interior es una capa compresible reforzada con fibra de vidrio. La cara exterior de la capa exterior está formada como una superficie de impresión.

El documento EP 3189 976 A2 divulga un manguito de impresión con una capa de base de material expansible, una capa reforzada con hilos de polímero fusibles y una capa de superficie de impresión. Durante un tratamiento térmico, los hilos de polímero fusibles se funden. Además, se pueden incrustar hilos no fusibles en la capa reforzada y se puede interponer una capa adicional que contenga hilos no fusibles entre la capa de base y la capa reforzada. Por el documento EP 2051856 se conoce un manguito adaptador con canal de gas integrado. El manguito adaptador presenta una capa de base, una capa de refuerzo, una capa de barrera y una capa de superficie. La capa de base puede estar hecha de un metal o un polímero. La capa de refuerzo es una capa de poliuretano espumado en la que está integrado el canal de gas. La capa de barrera se puede realizar como un material polimérico reforzado con fibras. La capa de superficie comprende un polímero tal como poliuretano.

Por los documentos WO 2005/110751 A1 y WO 2005/111725 A1 se conocen manguitos de impresión que presentan un manguito de base, una capa amortiguadora, una capa de barrera y una capa fotopolimerizable. El manguito de base y la capa amortiguadora son, a este respecto, transparentes a la radiación apta para curar la capa fotopolimerizable.

El documento US 2004/0103976 A1 describe un manguito de impresión con un manguito de base de pared delgada reforzado con fibras, una capa compresible dispuesta encima y una capa ilustrable.

Por los documentos WO99/36270 y US 5.860.360 se conocen manguitos que presentan una capa polimérica interior, una capa de refuerzo que presenta fibras, una capa polimérica intermedia, una capa amortiguadora y una capa polimérica exterior. La capa polimérica interior presenta una dureza en el intervalo de 65 a 90 Shore A. La capa amortiguadora presenta una dureza en el intervalo de 25 a 55 Shore A. Se pueden disponer capas adhesivas adicionales entre las capas individuales.

Divulgación de la invención

La presente invención está definida por las características de la reivindicación independiente 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Según la invención, se propone un cilindro que está configurado para la aplicación encima de al menos un cilindro hueco, presentando el cilindro una estructura en capas que comprende, por este orden desde el interior hacia el exterior, una capa de base o un núcleo de cilindro, una primera una capa compresible, una capa de relleno, una capa intermedia, una segunda capa compresible y una capa de cubierta, formando la capa de cubierta una superficie envolvente del cilindro.

El cilindro puede estar diseñado como cilindro macizo o como cilindro hueco.

Cuando está diseñado como cilindro macizo, el cilindro comprende un núcleo de cilindro sobre el cual están dispuestas las demás capas de la estructura en capas del cilindro. El núcleo de cilindro puede ser macizo o, alternativamente, presentar espacios huecos.

Cuando está diseñado como cilindro hueco, el cilindro presenta la capa de base como la capa más interna, sobre la cual están dispuestas las demás capas de la estructura en capas del cilindro.

El cilindro puede estar diseñado como cilindro para planchas de impresión. Dependiendo de la forma de realización, el cilindro para planchas de impresión puede estar configurado como cilindro hueco o como cilindro macizo y está configurado en particular para alojar manguitos de impresión y/o manguitos adaptadores sobre la superficie envolvente del cilindro para planchas de impresión.

El cilindro puede estar diseñado como manguito adaptador o como manguito de impresión. En este caso, el cilindro suele ser un cilindro hueco, presentando la capa de base una cara interior que delimita el cilindro hueco. El manguito de impresión es preferiblemente un manguito de impresión flexográfica o litográfica. A este respecto, la capa de cubierta del manguito de impresión está configurada o es apta en particular para que se adhiera un clisé sobre la capa de cubierta.

El cilindro presenta preferiblemente al menos una capa intermedia adicional, estando dispuesta la al menos una capa intermedia adicional entre la primera capa compresible y la capa de relleno y/o entre la segunda capa compresible y la capa de cubierta.

El cilindro puede así, por ejemplo, presentar una estructura en capas que comprende, en este orden desde el interior hacia el exterior, la capa de base o el núcleo de cilindro, la primera capa compresible, una primera capa intermedia adicional, la capa de relleno, la capa intermedia, la segunda capa compresible, una segunda capa intermedia adicional y la capa de cubierta dura.

El cilindro puede comprender al menos un canal dispuesto en su interior, el cual se comunica con aberturas en la superficie envolvente del cilindro, y/o con aberturas o tomas en una cara frontal del cilindro, y/o, si el cilindro está diseñado como un cilindro hueco con una capa de base, con aberturas en una cara interior o en una cara frontal del cilindro hueco. A este respecto, el al menos un canal está dispuesto preferiblemente en paralelo al eje de cilindro.

Por ejemplo, un cilindro diseñado como cilindro macizo comprende en una cara frontal una toma para aire comprimido, que se comunica a través del al menos un canal con aberturas en la superficie envolvente del cilindro. Un cilindro de este tipo puede estar diseñado en particular como cilindro para planchas de impresión. El aire comprimido que sale por la superficie envolvente facilita el montaje de uno o varios cilindros huecos, por ejemplo de un manguito adaptador adicional o de un manguito de impresión. Las aberturas en la superficie envolvente pueden diseñarse en forma de una o más aberturas redondas, en forma de hendidura o angulares en la capa de cubierta o como un material poroso o como un material con una alta proporción de aberturas.

En el caso de un cilindro diseñado como cilindro hueco, este puede presentar en su interior, por ejemplo, aberturas que se comunican a través del al menos un canal con aberturas en la superficie envolvente exterior del cilindro. Las aberturas en la cara interior del cilindro hueco pueden servir como entradas de gas. De esta manera, el aire comprimido proporcionado por un cilindro para planchas de impresión de impresión puede conducirse hasta las aberturas en la cara exterior. Un cilindro hueco de este tipo puede estar diseñado en particular como manguito adaptador.

La entrada de gas o las aberturas en la cara interior del cilindro hueco pueden diseñarse, a este respecto, en forma de una o más aberturas redondas, en forma de hendidura o angulares en la capa de base o como un material poroso o como un material con una alta proporción de aberturas. Visto a lo largo de la dirección longitudinal del manguito adaptador, la entrada de gas está situada, a este respecto, preferiblemente en el primer tercio de un lado del manguito adaptador y este lado es preferiblemente el lado orientado hacia un operario.

Si se conduce aire comprimido a la superficie de la cara exterior del manguito adaptador, esto facilita el montaje de uno o más cilindros huecos adicionales, por ejemplo, de un manguito adaptador adicional o de un manguito de impresión. Las aberturas en la cara exterior del manguito adaptador pueden diseñarse, por ejemplo, en forma de una o más aberturas redondas, en forma de hendidura o angulares en la capa de cubierta o como un material poroso o como un material con una alta proporción de aberturas.

Para hacer un área porosa y permeable a los gases, se pueden utilizar tanto materiales porosos como materiales con una alta proporción de aberturas por unidad de superficie. Tales materiales pueden presentar aberturas en forma de tamiz, en forma de rastrillo, en forma de laminillas o en forma de hendidura.

El al menos un canal puede estar dispuesto en la capa de relleno. A este respecto, el canal puede estar diseñado, por ejemplo, en forma de orificio o hendidura en la capa de relleno y preferiblemente puede discurrir axialmente, es decir, en paralelo al eje de cilindro. Además, el canal puede estar diseñado en forma de un tubo flexible incrustado en la capa de relleno. En otras formas de realización, el al menos un canal también puede estar dispuesto en una o más de las otras capas del cilindro. Pueden estar previstos uno o más orificios radiales para comunicar el canal con aberturas del cilindro.

El cilindro presenta una estructura en capas con varias capas, que se explican a continuación.

Capa de base / capa(s) intermedia(s)

Al diseñar el cilindro, la capa de base cierra el cilindro por la cara interior. La capa de base da estabilidad al cilindro y constituye la base para la aplicación de otras capas de la estructura en capas. En el caso de una realización como cilindro macizo, se usa un núcleo de cilindro en lugar de una capa de base.

El material de la capa de base, de la capa intermedia y/o de la al menos una capa intermedia adicional es preferiblemente un plástico reforzado con fibras.

A este respecto, el plástico se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en poliésteres, poliamidas, poliuretanos, epóxidos, resinas fenólicas, resinas de poliéster insaturado, resinas de éster de vinilo, resinas de fenolformaldehído, resinas de ftalato de dialilo, resinas de (met)acrilato, resinas amínicas, resinas de melamina, resinas de urea y combinaciones de las mismas.

Las fibras utilizadas para reforzar el plástico se seleccionan preferiblemente del grupo formado por fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de carbono y combinaciones de las mismas.

Las fibras con un módulo de elasticidad a la tracción de al menos 50 GPa son particularmente adecuadas, en donde las fibras comúnmente utilizadas para reforzar plásticos presentan un módulo de elasticidad a la tracción en el intervalo de aprox. 60 GPa a aprox. 700 GPa.

Ejemplos de fibras de plástico adecuadas son, en particular, fibras de poliamida, fibras de poliaramida, fibras de poliimida, fibras de polietileno y fibras de poliuretano.

La capa de base, la capa intermedia y/o la al menos una capa intermedia adicional presentan preferiblemente un espesor en el intervalo de 0,5 mm a 5 mm. El espesor se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,7 mm a 4 mm, de manera muy especialmente preferible, en el intervalo de 0,9 mm a 4 mm y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 mm a 2 mm.

El espesor de la capa de base asciende preferiblemente a menos de 1 mm, en particular cuando el cilindro está diseñado como manguito adaptador o como manguito de impresión. De este modo se consigue que la capa de base se pueda expandir por la acción de una fuerza, por ejemplo, por aire comprimido. El diámetro interior del cilindro hueco aumenta como resultado de la expansión de la capa de base, de modo que ventajosamente es más fácil deslizarlo sobre otro manguito adaptador o un cilindro para planchas de impresión.

La capa de base, la capa intermedia y/o la al menos una capa intermedia adicional presentan preferiblemente una dureza en el intervalo de 60 Shore D a 99 Shore D. La dureza se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 65 Shore D a 95 Shore D, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 70 Shore D a 95 Shore D y lo más preferiblemente en el intervalo de 80 Shore D a 95 Shore D.

La capa de base, la capa intermedia y/o la al menos una capa intermedia adicional presentan preferiblemente un módulo de elasticidad en el intervalo de 10 GPa a 1000 GPa. El módulo de elasticidad se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 20 GPa a 900 GPa, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 30 GPa a 800 GPa y lo más preferiblemente en el intervalo de 40 GPa a 640 GPa. La indicación acerca del módulo de elasticidad se refiere, a este respecto, a una medición a lo largo de una dirección que corresponde esencialmente a la orientación de las fibras en el plástico.

La capa de base, la capa intermedia y/o la al menos una capa intermedia adicional presentan preferiblemente una densidad en el intervalo de 0,9 g/cm3 a 3 g/cm3. La densidad se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 1 g/cm3 a 2,8 g/cm3, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 1,1 g/cm3 a 2,4 g/cm3 y lo más preferiblemente en el intervalo de 1,1 g/cm3 a 2,1 g/cm3.

Núcleo de cilindro

Si el cilindro está diseñado como un cilindro macizo, el núcleo de cilindro constituye la base para las demás capas de la estructura en capas del cilindro. El núcleo de cilindro puede ser macizo o, alternativamente, presentar espacios huecos.

Como materiales para el núcleo de cilindro son adecuados, por ejemplo, materiales reforzados con fibras, acero, acero inoxidable, cobre, aluminio, cromo, sus aleaciones o compuestos, o combinaciones de los mismos.

Primera/segunda capa compresible

Las capas compresibles en el cilindro permiten que el cilindro absorba las fuerzas de compresión que actúan sobre el cilindro. Además, las capas compresibles tienen un efecto amortiguador sobre las vibraciones del cilindro. La primera capa compresible sirve en particular para compensar la expansión de las capas subyacentes.

El material de la primera capa compresible y/o de la segunda capa compresible se selecciona preferiblemente del grupo formado por materiales macizos elásticos, espumas elásticas, materiales rellenos de esferas huecas y combinaciones de estos materiales.

El material elástico se selecciona, por ejemplo, de entre un caucho, una goma, un caucho de etileno-propileno-dieno, un copolímero de estireno-butadieno, un copolímero de estireno-isopreno, un poliuretano, una poliéter amida, un caucho de silicona o combinaciones de los mismos. Un ejemplo de una goma adecuada es el caucho de poliésteruretano. La espuma elástica se selecciona, por ejemplo, del grupo que comprende espuma de poliuretano, espuma de poliéster-uretano, espuma epoxi, espuma de silicona y combinaciones de varias de estas espumas.

La primera capa compresible y/o la segunda capa compresible presentan preferiblemente un espesor en el intervalo de 0,1 mm a 10 mm. El espesor se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,5 mm a 4 mm, de manera muy especialmente preferible, en el intervalo de 0,7 mm a 4 mm y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 mm a 3,5 mm.

La primera capa compresible y/o la segunda capa compresible presentan preferiblemente una dureza en el intervalo de 15 Shore A a 80 Shore A. La dureza se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 10 Shore A a 70 Shore A, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 25 Shore A a 60 Shore A y lo más preferiblemente en el intervalo de 25 Shore A a 50 Shore A.

La primera capa compresible y/o la segunda capa compresible presentan preferiblemente una densidad en el intervalo de 0,1 g/cm3 a 1,2 g/cm3. La densidad se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,1 g/cm3 a 1,1 g/cm3, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 0,1 g/cm3 a 1 g/cm3 y lo más preferiblemente en el intervalo de 0,2 g/cm3 a 0,9 g/cm3.

La primera capa compresible y/o la segunda capa compresible presentan preferiblemente el módulo de elasticidad más bajo de todas las capas del cilindro.

Capa de relleno

La capa de relleno del cilindro se puede usar para ajustar el diámetro exterior del cilindro a un valor dado. Cuando se requiere un diámetro de cilindro grande, el espesor de la capa de relleno se puede aumentar en consecuencia y, a la inversa, cuando se requiere un diámetro de cilindro pequeño, el espesor de la capa de relleno se puede reducir.

El material de la capa de relleno es preferiblemente una espuma dura.

La capa de relleno tiene preferiblemente una densidad en el intervalo de 0,05 g/cm3 a 0,8 g/cm3. La densidad se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,1 g/cm3 a 0,8 g/cm3, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 0,1 g/cm3 a 0,7 g/cm3 y lo más preferiblemente en el intervalo de 0,2 g/cm3 a 0,6 g/cm3.

La espuma rígida es preferiblemente una espuma de poliuretano, una espuma epoxi, una espuma de silicona, una espuma de polietileno, una espuma de poliestireno, una espuma de poli(tereftalato de etileno). La espuma rígida tiene preferiblemente una densidad baja, que se sitúa preferiblemente en el intervalo de 0,05 g/cm3 a 0,8 g/cm3.

La capa de relleno presenta preferiblemente un espesor en el intervalo de 1 mm a 200 mm. El espesor se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 1 mm a 180 mm, de manera muy especialmente preferible, en el intervalo de 2 mm a 150 mm y lo más preferiblemente en el intervalo de 4 mm a 100 mm.

La capa de relleno presenta preferiblemente una dureza en el intervalo de 10 Shore D a 60 Shore D. La dureza se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 20 Shore D a 55 Shore D, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 35 Shore D a 45 Shore D y lo más preferiblemente en el intervalo de 30 Shore D a 45 Shore D.

Capa de cubierta

La capa de cubierta cierra el cilindro por la cara exterior y proporciona la superficie sobre la que se pueden alojar otros cilindros. La superficie de la capa de cubierta puede ser rugosa o lisa, preferiblemente es lo más lisa posible para permitir cilindros huecos se deslicen fácilmente por encima. Preferiblemente, la capa de cubierta es dimensionalmente estable o dura.

El material de la capa de cubierta se selecciona preferiblemente del grupo que comprende metales, cerámica, plásticos no reforzados, plásticos reforzados y combinaciones de varios de estos materiales.

Ejemplos de plásticos adecuados para la capa de cubierta, que también pueden estar reforzados con fibra, comprenden poliuretano, epoxi, poliéster, poliamida, polivinil éster, polietileno, poliestireno, poli(tereftalato de etileno) y copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno.

Las fibras utilizadas para reforzar el plástico de la capa de cubierta se seleccionan preferiblemente del grupo formado por fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de carbono y combinaciones de las mismas. Además, las fibras descritas en relación con la capa de base son especialmente adecuadas.

La capa de cubierta presenta preferiblemente un módulo de elasticidad en el intervalo de 0,1 GPa a 10 GPa. De manera especialmente preferible, el módulo de elasticidad se sitúa en el intervalo de 0,5 GPa a 8 GPa, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 1 GPa a 7 GPa y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 GPa a 5 GPa.

El espesor de la capa de cubierta se sitúa preferiblemente en el intervalo de 0,1 mm a 50 mm. El espesor se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,5 mm a 30 mm, de manera muy especialmente preferible, en el intervalo de 0,7 mm a 20 mm y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 mm a 15 mm.

La capa de cubierta presenta preferiblemente una dureza en el intervalo de 60 Shore D a 99 Shore D. La dureza se sitúa, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 70 Shore D a 95 Shore D, de manera muy especialmente preferible en el intervalo de 80 Shore D a 95 Shore D y lo más preferiblemente en el intervalo de 85 Shore D a 95 Shore D.

Estructura en capas

Las capas individuales de la estructura en capas del cilindro preferiblemente son directamente adyacentes entre sí. Como alternativa a esto, puede estar previsto disponer un promotor de adherencia o un adhesivo entre dos capas para mejorar la adherencia entre las capas.

En la estructura de capas, se prefiere elegir los espesores de las capas individuales de tal manera que la relación entre la suma de los espesores de la capa de base, las capas intermedias y la capa de cubierta respecto a la suma de los espesores de las capas compresibles se sitúe en el intervalo de 0,01 a 400 y, de manera especialmente preferida, en el intervalo de 0,1 a 100. Adicional o alternativamente, se prefiere elegir la relación del espesor de la primera capa compresible respecto a la segunda capa compresible en el intervalo de 0,1 a 10 y, de manera especialmente preferible, en el intervalo de 0,3 a 3.

Las durezas de la primera capa compresible y la segunda capa compresible se seleccionan preferiblemente de tal manera que estas capas sean más blandas que la capa de base o el núcleo de cilindro, que las capas intermedias y que la capa de cubierta.

La dureza de las capas compresibles es preferiblemente menor que la dureza de la capa de relleno, la dureza de la capa de relleno es menor o igual que la dureza de la capa de base o el núcleo de cilindro y las capas intermedias, y la capa de cubierta puede presentar la mayor dureza de todas las capas. Las capas más duras son preferiblemente las capas reforzadas con fibras.

El cilindro propuesto con la estructura en capas propuesta tiene buenas propiedades de vibración. Las frecuencias a las que se producen resonancias, así como su intensidad, son importantes para las propiedades de vibración del cilindro. Además, las propiedades de amortiguación del cilindro son importantes, de modo que las vibraciones del cilindro se amortigüen en gran medida y, por lo tanto, se limite su amplitud y el cilindro sea adecuado para su uso a altas velocidades de impresión. Además, el cilindro preferiblemente no presenta resonancias con una frecuencia que pueda excitarse durante la operación de impresión.

Si la resonancia de un cilindro es inferior a 600 Hz, la experiencia ha demostrado que la desviación de la vibración del cilindro para velocidades de impresión de 500 m/min o más es tan grande que puede verse en la impresión. Para permitir altas velocidades de impresión, las resonancias del cilindro tienen preferiblemente una frecuencia superior a 900 Hz.

Además, el cilindro presenta una gran amortiguación de los impactos que actúan sobre el cilindro. A este respecto, se prefiere que las vibraciones resonantes del cilindro cuando se excitan con un martillo de prueba con una masa de 390 g, una longitud hasta el centro de rotación de 245 mm y una desviación de 30° tengan como máximo un valor de aceleración de 3 m/s2.

Las vibraciones del cilindro se atenúan exponencialmente debido a la amortiguación. La envolvente de una vibración A(t) del cilindro, que describe el comportamiento de atenuación, puede describirse por la ecuación

A(t) = A0e“dt

donde A⁰es la amplitud de la oscilación respecto al tiempo t=0 y d es la constante de atenuación. Preferiblemente, el cilindro está diseñado a este respecto de tal manera que la constante de atenuación d tiene un valor de 0,15 < d < 0,95.

Si la constante de atenuación d es inferior a 0,15, se pueden observar resonancias a ciertas velocidades en la prueba de impresión. Si d es mayor que 0,95, se puede observar que un cilindro diseñado como manguito adaptador presenta más vibraciones a medida que aumenta la velocidad.

Otro aspecto de la invención se refiere a una disposición que comprende uno de los cilindros huecos descritos en el presente documento y al menos otro cilindro hueco descrito en el presente documento, que está dispuesto sobre la superficie envolvente del cilindro hueco. Además o como alternativa a otro cilindro hueco dispuesto sobre la superficie envolvente del cilindro hueco, en el interior del cilindro hueco puede estar dispuesto uno de los cilindros para planchas de impresión descritos o un cilindro hueco adicional al descrito en el presente documento.

Además, la invención se refiere a una disposición en la que un manguito de impresión está dispuesto sobre la superficie envolvente de uno de los cilindros descritos en el presente documento o sobre la superficie envolvente del cilindro más exterior de la disposición descrita en el presente documento.

Ejemplos de disposiciones según la invención comprenden, en particular, una disposición con un cilindro para planchas de impresión, un manguito adaptador dispuesto encima y un manguito de impresión dispuesto encima. Otros ejemplos comprenden un manguito de adaptador con un manguito de impresión dispuesto encima y un cilindro para planchas de impresión con manguito de adaptador dispuesto encima.

Breve descripción de las figuras

Muestran:

la Figura 1 un cilindro hueco con una estructura en capas en una vista en sección,

la Figura 2 una representación esquemática de un dispositivo de medición para determinar el comportamiento vibratorio de un cilindro (hueco),

la Figura 3 un espectro de vibraciones de un cilindro (hueco),

la Figura 4 un diagrama del comportamiento de atenuación de un primer cilindro (hueco) y

la Figura 5 un diagrama del comportamiento de atenuación de un segundo cilindro (hueco).

La figura 1 muestra un cilindro 10 realizado como cilindro hueco. El cilindro 10 presenta una estructura en capas que presenta, en este orden desde el interior hacia el exterior, una capa de base 12, una primera capa compresible 14, una capa de relleno 16, una capa intermedia 18, una segunda capa compresible 20 y una capa de cubierta 22.

En otras formas de realización, el cilindro 10 también puede estar diseñado como cilindro macizo, en cuyo caso se utiliza un núcleo de cilindro en lugar de la capa de base 12. Además, opcionalmente pueden disponerse capas intermedias adicionales en cada caso entre la primera capa compresible y la capa de relleno y entre la segunda capa compresible y la capa de cubierta.

La figura 2 muestra una disposición de medición 100 para examinar el comportamiento vibratorio de un cilindro 10. El comportamiento vibratorio del cilindro 10 viene dado a este respecto, en particular, por las frecuencias a las que se producen resonancias. Además, la intensidad respectiva de una resonancia es importante para las propiedades del cilindro.

Para determinar la posición, es decir, la frecuencia de una resonancia, y su intensidad, se inserta el cilindro 10 que se va a examinar en el dispositivo de medición 100. A este respecto se fija un sensor de medición 102 al cilindro 10. La disposición de medición 100 comprende, además, un martillo 104 para la excitación controlada del cilindro 10 con un impacto definido.

El sensor de medición 102 está diseñado, por ejemplo, como sensor de aceleración y está configurado para medir vibraciones provocadas después de un impacto en el cilindro 10. Para ello, los datos de medición del sensor de medición 102 se transmiten a una unidad de medición 106 y allí se almacenan y evalúan.

Ejemplos

Ensayos de impacto de péndulo

Para una medición usando la disposición de medición 100 descrita con referencia a la figura 2, se empuja un cilindro hueco diseñado como manguito adaptador sobre un cilindro de acero apropiado. El sensor de medición 102 se fija a % de la longitud del adaptador a las 12 en punto, es decir, en la parte superior. En la misma posición de longitud, a las 3 en punto, es decir, desplazado 90° con respecto al sensor de medición 102, se golpea con el martillo 104. Esto afectaría a la medición. El martillo 104 tiene una masa de 390 g y una longitud respecto al centro de rotación de 245 mm. Para un impacto definido sobre el cilindro 10, el martillo 104 se desvía 30 grados y luego se suelta. La cabeza del martillo 104 es de plástico duro para que no se dañe el cilindro 10 que se va a medir.

Las siguientes pruebas se llevaron a cabo utilizando el aparato de medición VIBXpertll con el software Omnitrend versión 2.91 (DB Prüftechnik) y el sensor de medición IPC100mV/g (DB Prüftechnik) apropiado, con el sensor de medición fijado con cera al cilindro que va a ser examinado.

Las frecuencias resonantes se miden detectando el perfil de tiempo de la aceleración medida por el sensor de medición 102 como resultado del impacto del martillo. A continuación, la señal temporal se somete a un análisis de frecuencia por parte de la unidad de medición 106, por ejemplo mediante transformada de Fourier o transformadas numéricas.

Las resonancias del cilindro se miden mediante una medición quíntuple en el intervalo de frecuencias de 2 Hz a 6400 Hz con una resolución de 0,25 Hz mediante una prueba de impacto. El perfil de tiempo o la atenuación de las vibraciones se mide con una sola medición en todo el intervalo de frecuencias de 1 Hz a 10000 Hz con una frecuencia de muestreo de 65,5 kHz y durante un período de 450 ms a lo largo de la medición de aceleración.

Se observa en el perfil de tiempo la rapidez con la que se atenúa la vibración. Para ello se evalúan los valores medidos del perfil de tiempo.

La función exponencial envolvente se adapta a los propios valores medidos

A(t) = A0e“dt

mediante ajuste de curvas. En este caso, la amplitud Ao es la aceleración máxima en el tiempo t = 0. La constante de atenuación d determina la rapidez con la disminuye la función exponencial; cuanto mayor es d, más rápido disminuye la función exponencial. Cuanto menor es A⁰y cuanto más rápido disminuye la función exponencial, mayor es la amortiguación en el cilindro.

Las figuras 4 y 5 muestran ejemplos de mediciones de aceleración en el dominio del tiempo. El eje Y muestra en cada caso la aceleración A en m/s2 y el eje x muestra el tiempo t en ms.

La figura 4 muestra un primer ejemplo de una medición de aceleración en un primer cilindro diseñado como manguito adaptador. El primer manguito adaptador presenta una constante de atenuación d alta de 0,9 y la aceleración medida al comienzo de la medición fue de 850 m/s2.

La figura 5 muestra un segundo ejemplo de una medición de aceleración en un segundo cilindro diseñado como manguito adaptador. El segundo manguito adaptador presenta una constante de atenuación d alta de 0,1 y la aceleración medida al comienzo de la medición fue de 1350 m/s2.

Como puede verse en la representación de las figuras 4 y 5, la vibración del primer manguito adaptador se atenúa más rápidamente que en el segundo manguito adaptador debido a la mayor constante de atenuación d.

Pruebas de impresión

Además, los cilindros producidos se probaron en una máquina de impresión y se evaluó la imagen impresa obtenida. Para ello, se utilizó una máquina de impresión Soma Optima 2 equipada con tratamiento corona (Soma spol. s r.o.), clisés Flexcell NX con un espesor de 1,12 mm (Kodak) y tinta FlexPrint MV magenta (Flint Group), BOPP con un espesor de 20 pm y un ancho de 1300 mm. El resultado de impresión se evaluó a velocidades de impresión de 375 m/min y 500 m/min. A este respecto, el resultado de impresión debería ser bueno en general y, además, solo debería haber pequeñas diferencias entre el centro y los bordes de la banda. Se observaron grandes diferencias entre el centro y el borde para cilindros que vibran fuertemente. Los buenos resultados (bajas vibraciones) se califican con , los malos con - y los resultados intermedios con 0.

Para las mediciones enumeradas a continuación en la tabla 2, se produjeron varios cilindros según la invención y ejemplos comparativos con diferente orden de capas y se examinaron conforme a la medición y evaluación descritas anteriormente. La Tabla 1 describe su estructura.

A este respecto, la abreviatura CPEU se refiere a un caucho de poliéster-uretano con una densidad de aprox. 400 kg/m3 y una resistencia a la tracción de > 3,5 N/mm2 y un alargamiento a la rotura de > 330 %. La abreviatura PRFV = se refiere a una resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio y PRFC se refiere a una resina de poliéster reforzada con fibra de carbono.

Tabla 2:

Lista de referencias

10 cilindro

12 capa de base

14 primera capa compresible

16 Capa de relleno

18 capa intermedia

20 segunda capa compresible

22 Capa de cubierta

100 disposición de medición

102 sensor de medición

104 martillo

106 unidad de medición

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cilindro (10) configurado para la aplicación encima de al menos un cilindro hueco, presentando el cilindro (10) una estructura en capas que comprende, en este orden desde el interior hacia el exterior,

- una capa de base (12) o un núcleo de cilindro,

- una primera capa compresible (14),

- una capa de relleno (16),

- una capa intermedia (18),

- una segunda capa compresible (20) y

- una capa de cubierta (22)

en donde la capa de cubierta (22) forma una superficie envolvente del cilindro (10).

2. Cilindro (10) según la reivindicación 1, caracterizado por que el cilindro (10) presenta al menos una capa intermedia adicional, en donde la al menos una capa intermedia adicional está dispuesta entre la primera capa compresible (14) y la capa de relleno (16) y/o entre la segunda capa compresible (20) y la capa de cubierta (22).

3. Cilindro (10) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el cilindro (10) comprende al menos un canal dispuesto en una o más capas del cilindro (10) que se comunica con aberturas en la superficie envolvente del cilindro (10), y/o con aberturas o tomas en una cara frontal del cilindro (10), y/o, si el cilindro (10) está diseñado como cilindro hueco con una capa de base (12), con aberturas en una cara interior o en una cara frontal del cilindro hueco.

4. Cilindro (10) según la reivindicación 3, caracterizado por que el al menos un canal está dispuesto en la capa de relleno (16).

5. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el material de la capa de base (12), de la capa intermedia (18) y/o, si está presente, de la al menos una capa intermedia adicional es un plástico reforzado con fibras.

6. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la capa de base (12), la capa intermedia (18) y/o, si está presente, la al menos una capa intermedia adicional presentan un espesor en el intervalo de 0,5 mm a 5 mm.

7. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la primera capa compresible (14) y/o la segunda capa compresible (20) presentan un espesor en el intervalo de 0,1 mm a 10 mm.

8. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la relación entre la suma de los espesores de la capa de base (12), la capa intermedia (18), si está presente, la al menos una capa intermedia adicional y la capa de cubierta (22) respecto a la suma de los espesores de las capas compresibles (14, 20) se sitúa en el intervalo de 0,01 a 400.

9. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la relación del espesor de la primera capa compresible (14) respecto al espesor de la segunda capa compresible (20) se sitúa en el intervalo de 0,1 a 10.

10. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la capa de relleno (16) presenta un espesor en el intervalo de 1 mm a 200 mm.

11. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la capa de cubierta (22) presenta un espesor en el intervalo de 0,1 mm a 50 mm.

12. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la estructura en capas está dispuesta de tal manera que, cuando se excitan con un martillo de prueba (104) con una masa de 390 g, una longitud hasta el centro de rotación de 245 mm y una desviación de 30°, las vibraciones resonantes del cilindro (10) presentan como máximo un valor de aceleración de 3 m/s2.

13. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la estructura en capas está dispuesta de tal manera que las vibraciones del cilindro (10) se atenúan exponencialmente, en donde una constante de atenuación d presenta un valor de 0,15<d<0,95.

14. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el cilindro (10) está diseñado como cilindro para planchas de impresión.

15. Cilindro (10) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el cilindro está diseñado como manguito adaptador o como manguito de impresión, de modo que el cilindro es un cilindro hueco, presentando la capa de base una cara interior que delimita el cilindro hueco.

16. Disposición que comprende un cilindro hueco según la reivindicación 15, así como al menos un cilindro hueco adicional, que está dispuesto sobre la superficie envolvente del cilindro hueco, en donde, además o alternativamente a un cilindro hueco adicional dispuesto sobre la superficie envolvente del cilindro hueco, en el interior del cilindro hueco está dispuesto un cilindro para planchas de impresión según la reivindicación 14 o un cilindro hueco adicional según la reivindicación 15.

17. Disposición, caracterizada por que sobre la superficie envolvente de un cilindro (10) según la reivindicación 14 o 15 o sobre la superficie envolvente del cilindro (10) más exterior de la disposición según la reivindicación 16 está dispuesto un manguito de impresión diseñado como cilindro hueco.