NL1030061C2

NL1030061C2 - Transport device for paper in printing machine, includes support with surface structure formed using plasma electrolytic oxidation treatment

Info

Publication number: NL1030061C2
Application number: NL1030061A
Authority: NL
Inventors: Harm Gerrit Knol
Original assignee: Stork Veco Bv
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2006-07-25
Also published as: DE102006045649A1; NL1030061A1

Abstract

The device (12) comprises a support for the paper (10) which has been formed using a plasma electrolytic oxidation treatment. The surface structure of the support is a multi-layer one comprising an ink-repellent plastic top layer, porous outer layer, a middle layer with the highest hardness and an inner transition layer. The device is a roll or it can be a sleeve or (flat) plate and the support is a roll covering. Independent claims are also included for the following: (A) Printing method for a substrate in which a substrate sheet is transported from a first printing station (11) to a second printing station (13) via the transport device; (B) Method for producing a plate-shaped copying mold used to produce the support by electroforming, comprising subjecting the main surface of a lightweight metal plate to a plasma electrolytic oxidation treatment in order to produce a surface structure with irregular raised profiles having the same height, rendering the main surface electrically conductive, depositing a metal layer on the conductive main surface and removing the deposited metal layer so that it can be used as the mold; and (C) Electroforming method for producing the support by pacifying the surface structure on the copying mold, using an electrolytic method to deposit an additional metal layer on the pacified surface structure in order to fill at least one d! epression in the main surface and completely cover the pacified surface and removing the additional deposited metal layer so that it can be used as a mold.

Description

i f ii f i

Korte aanduiding: Toepassing van een transportmiddel voor het verplaatsen van een substraat.Short description: Use of a transport means for moving a substrate.

De uitvinding heeft volgens een eerste aspect betrekking op een toepassing van een transportmiddel voor het verplaatsen van nat bedrukt substraat, in het bijzonder papierbevattend substraat.According to a first aspect, the invention relates to an application of a transport means for moving wet-printed substrate, in particular paper-containing substrate.

Substraten worden vaak achtereenvolgens in meerdere kleuren 5 bedrukt in achter elkaar opgestelde drukstations. Dit geldt voor het eenzijdig bedrukken en tweezijdig bedrukken. Voor de uiteindelijke drukkwaliteit speelt het oppervlak van de transportmiddelen die gebruikt worden voor het transporteren van het substraat tussen de drukstations en waarmee de natte bedrukte zij de(n) van een substraat 10 in aanraking komen, een belangrijke rol. Daartoe omvat het oppervlak van het transportmiddel waarover het substraat beweegt, gebruikelijk een toplaag die een groot aantal minuscule verhogingen omvat, die nagenoeg geen inkt opnemen, willekeurig zijn verdeeld en een klein contactoppervlak met een natte bedrukte zijde hebben. Een bekende 15 techniek om deze toplaag te vormen is het vlamboogspuiten van bijvoorbeeld aluminiumoxides en titaanoxides.Substrates are often successively printed in multiple colors in printing stations arranged one behind the other. This applies to single-sided printing and two-sided printing. For the final printing quality, the surface of the transport means used for transporting the substrate between the printing stations and with which the wet printed side (s) of a substrate 10 come into contact plays an important role. To that end, the surface of the conveying means over which the substrate travels usually comprises a top layer that comprises a large number of miniscule elevations, which absorb substantially no ink, are randomly distributed and have a small contact surface with a wet printed side. A known technique for forming this top layer is the arc spraying of, for example, aluminum oxides and titanium oxides.

Nadelig van deze bekende toplaag is dat de hoogte van de verhogingen een relatief grote spreiding laat zien. Hoogteverschillen van de verhogingen leiden ertoe dat het bedrukte substraatvel niet 20 gelijkmatig wordt ondersteund, wat een nadelige invloed heeft op de eindkwaliteit van het drukwerk.A drawback of this known top layer is that the height of the elevations shows a relatively large spread. Differences in height of the elevations mean that the printed substrate sheet is not uniformly supported, which has an adverse effect on the final quality of the printed matter.

Aldus heeft de onderhavige uitvinding ten doel een transportmiddel, in het bijzonder een transportwals of bekleding daarvoor, voor het verplaatsen van een substraat, in het bijzonder 25 een nat bedrukt substraat, meer in het bijzonder een papierbevattend substraat, te verschaffen met een oppervlak dat een groot aantal verhogingen met een nagenoeg gelijke hoogte heeft.It is thus an object of the present invention to provide a conveying means, in particular a conveying roller or coating therefor, for displacing a substrate, in particular a wet-printed substrate, more in particular a paper-containing substrate, with a surface which has a has a large number of elevations with an almost equal height

De uitvinding verschaft daartoe volgens een eerste aspect de toepassing van een transportmiddel voor het verplaatsen van een 30 substraat, in het bijzonder een nat bedrukt substraat, meer in het bijzonder papierbevattend substraat, waarbij het transportmiddel een drager omvat, waarbij de drager een oppervlaktestructuur heeft, die door een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling is verkregen.To this end, the invention provides, according to a first aspect, the use of a conveying means for displacing a substrate, in particular a wet-printed substrate, more in particular paper-containing substrate, wherein the conveying means comprises a carrier, the carrier having a surface structure, obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment.

Verrassenderwijs is gebleken dat het onderwerpen van het 35 oppervlak van een bij voorkeur lichtmetalen, zoals aluminium, 1030061 i - 2 - magnesium en titaan en legeringen daarvan, transportmiddel aan een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling een oppervlaktestructuur geeft die uitstekend geschikt is voor het dragen van een nat bedrukt substraat. Een dergelijke keramische oppervlaktestructuur omvat een 5 groot aantal zeer kleine willekeurig verdeelde verhogingen die een in hoofdzaak uniforme hoogte bezitten. De uniforme hoogte leidt ertoe dat het substraat op gelijkmatige wijze wordt gedragen. De bij voorkeur willekeurige verdeling van de verhogingen geeft indien het contact met de verhogingen toch sporen nalaat in de bedrukking, een 10 soortgelijke verdeling van deze sporen. Een willekeurige verdeling daarvan is met het blote oog echter minder herkenbaar en zichtbaar dan een regelmatig patroon. Daardoor wordt de kwaliteit van het uiteindelijk drukwerk verbeterd.Surprisingly, it has been found that subjecting the surface of a preferably light metals, such as aluminum, magnesium and titanium and alloys thereof, to a plasma electrolyte oxidation treatment, gives a surface structure which is excellent for carrying a wet printed substrate. Such a ceramic surface structure comprises a large number of very small randomly distributed elevations that have a substantially uniform height. The uniform height causes the substrate to be supported uniformly. The preferably random distribution of the increases, if the contact with the increases nevertheless leaves traces in the printing, gives a similar distribution of these traces. However, random distribution is less recognizable and visible to the naked eye than a regular pattern. This improves the quality of the final printed matter.

Een plasma elektrolytbehandeling omvat het dompelen van het te 15 behandelen transportmiddel in een zwak chemisch elektrolytbad, met voordeel een alkalisch bad, en het genereren van een plasmaontlading onder toepassing van een gepulseerde wisselspanning. Voorbeelden van deze techniek zijn beschreven in de Amerikaanse octrooidocumenten US 2003/0188972 Al en US 6,365,028 BI. Aanvullende informatie is 20 eveneens te vinden op www.keronite.com en http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1438.A plasma electrolyte treatment comprises immersing the transport vehicle to be treated in a weak chemical electrolyte bath, advantageously an alkaline bath, and generating a plasma discharge using a pulsed alternating voltage. Examples of this technique are described in U.S. Patent Documents US 2003/0188972 A1 and US 6,365,028 B1. Additional information can also be found at www.keronite.com and http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1438.

Het oppervlak van het transportmiddel heeft met voordeel een meerlaagsstructuur, die ten minste een buitenste poreuze laag, een middenlaag met de hoogste hardheid, en een binnenste overgangslaag 25 omvat. Gebruikelijk heeft de buitenste laag een totale dikte van 20-40% van de totale dikte. Deze buitenste laag vormt een uitstekende ondergrond voor het aanbrengen van een toplaag. Voor het transport van nat bedrukt substraat is de oppervlaktestructuur bij voorkeur voorzien van een toplaag van kunststof met inktafstotende werking, 30 zoals siliconen, silanen, siloxanen en PTFE. De middenlaag is de functionele laag met de grootste dikte, die via een dunne tussenlaag sterk is gebonden aan de drager.The surface of the transport means advantageously has a multi-layer structure, which comprises at least one outer porous layer, a middle layer with the highest hardness, and an inner transition layer. Typically, the outermost layer has a total thickness of 20-40% of the total thickness. This outer layer forms an excellent substrate for applying a top layer. For the transport of wet-printed substrate, the surface structure is preferably provided with a top layer of plastic with ink-repellent effect, such as silicones, silanes, siloxanes and PTFE. The middle layer is the functional layer with the greatest thickness, which is strongly bonded to the support via a thin intermediate layer.

De drager kan bijvoorbeeld een wals, huls of (vlakke) plaat zijn. Een dunne plaat kan desgewenst worden rondgezet en als 35 walsbekleding rondom een draagcilinder worden gespannen.The carrier can for instance be a roller, sleeve or (flat) plate. A thin plate can be rounded if desired and tensioned around a carrier cylinder as a roller coating.

De uitvinding heeft volgens een tweede aspect betrekking op een transportmiddel voor het transporteren van nat bedrukt substraat omvattende een drager, waarbij de drager een oppervlaktestructuur heeft, die door een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling is 40 verkregen. De voordelen van een dergelijk transportmiddel zijn 1 o 3 o i) fi 1 - 3 - i hierboven reeds uiteengezet, evenals de voorkeursuitvoeringsvormen daarvan.According to a second aspect, the invention relates to a transport means for transporting a wet-printed substrate comprising a support, the support having a surface structure obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment. The advantages of such a means of transport are already explained above, as well as the preferred embodiments thereof.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het bedrukken van een substraat, waarbij een substraatvel eerst wordt 5 bedrukt in een eerste drukstation, en vervolgens wordt bedrukt in een tweede drukstation, waarbij tussen de drukstations het substraatvel wordt getransporteerd met een transportmiddel, waarbij het transportmiddel een drager omvat, waarbij de drager een oppervlaktestructuur heeft, die door een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling 10 is verkregen. De toepassing van een transportmiddel volgens de uitvinding bij een werkwijze voor het bedrukken van een substraat, in het bijzonder bij het tweezijdig bedrukken waarbij een substraatvel eerst aan een zijde wordt bedrukt in een eerste drukstation, het substraatvel wordt omgekeerd zodat de natte bedrukte zijde van het 15 substraatvel in aanraking komt met het transportmiddel en vervolgens de andere zijde wordt bedrukt in een tweede drukstation, geeft de eerder besproken voordelen ten aanzien van de kwaliteit van het uiteindelijke drukwerk.The invention also relates to a method for printing a substrate, wherein a substrate sheet is first printed in a first printing station, and subsequently printed in a second printing station, wherein between the printing stations the substrate sheet is transported with a transport means, the transport means comprises a support, the support having a surface structure obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment. The use of a conveying means according to the invention in a method for printing a substrate, in particular in two-sided printing, in which a substrate sheet is first printed on one side in a first printing station, the substrate sheet is inverted so that the wet printed side of the substrate Substrate sheet comes into contact with the transport means and then the other side is printed in a second printing station, giving the previously discussed advantages with regard to the quality of the final printing.

Nog een ander aspect van de uitvinding betreft het 20 vervaardigen van een plaatvormige kopiematrijs, kennelijk bestemd voor het door middel van elektroformeren vervaardigen van een drager van een transportmiddel, omvattende de stappen van het onderwerpen van een hoofdoppervlak van een lichtmetalen plaat aan een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling teneinde een 25 oppervlaktestructuur van onregelmatige verhogingen met in hoofdzaak gelijke hoogte te verkrijgen; het elektrisch geleidend maken van het hoofdoppervlak dat de plasma elektrolyt oxidatiebehandeling heeft ondergaan; het afzetten van een metaallaag op het elektrisch geleidende 30 hoofdoppervlak; en het scheiden van de afgezette metaallaag als kopiematrijs met een werkzijde, die een oppervlaktestructuur van onregelmatige verdiepingen met in hoofdzaak gelijke diepte bezit, vanaf de lichtmetalen plaat.Yet another aspect of the invention relates to the production of a plate-shaped copy die, apparently intended for the manufacture of a carrier of a means of transport by means of electroforming, comprising the steps of subjecting a main surface of a light-metal plate to a plasma electrolyte oxidation treatment in order to obtain a surface structure of irregular elevations with substantially the same height; electrically conducting the main surface that has undergone the plasma electrolyte oxidation treatment; depositing a metal layer on the electrically conductive main surface; and separating the deposited metal layer as a copy die with a working side that has a surface structure of irregular recesses of substantially the same depth, from the light metal plate.

35 Deze werkwijze volgens de uitvinding verschaft een kopiematrijs met een oppervlaktestructuur complementair aan de oorspronkelijke structuur. Deze kopiematrijs kan vervolgens worden gebruikt voor het produceren van een groot aantal transportmiddelen met een oppervlaktestructuur in hoofdzaak gelijk aan de 40 oorspronkelijke oppervlaktestructuur van de eerste plaat die aan een 1030061 -4 - i plasma elektrolyt oxidatiebehandeling werd onderworpen. Deze werkwijze is in conclusie 12 gedefinieerd. Die oorspronkelijke structuur loopt aldus een kleinere kans op beschadiging en blijft dus intact. Daarnaast maakt dit het mogelijk om een transportmiddel uit 5 een willekeurig elektroformeerbaar metaal te vervaardigen, zoals bijvoorbeeld nikkel of legering daarvan.This method according to the invention provides a copying die with a surface structure complementary to the original structure. This copy die can then be used to produce a large number of transport means with a surface structure substantially equal to the original surface structure of the first plate that has been subjected to a plasma electrolyte oxidation treatment. This method is defined in claim 12. This original structure therefore runs a smaller risk of damage and thus remains intact. In addition, this makes it possible to manufacture a conveying means from any electroformable metal, such as, for example, nickel or alloy thereof.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld en de bijgevoegde tekening. In de tekening:The invention is explained below with reference to the following example and the accompanying drawing. In the drawing:

Fig. 1 een uitvoeringsvorm van een drukinrichting is, waarin 10 een transportmiddel volgens de uitvinding is toegepast;FIG. 1 is an embodiment of a printing device in which a transport means according to the invention is applied;

Fig. 4-9 schematisch een werkwijze voor het vervaardigen van een kopiematrijs weergeven.FIG. 4-9 schematically represent a method for manufacturing a copy die.

Figuur 1 toont schematisch het bedrukken van een substraat.Figure 1 shows schematically the printing of a substrate.

Een vel papier 10 wordt aangevoerd vanaf een niet-weergegeven 15 velinvoer voor het achter elkaar invoeren van vellen papier en wordt aan een eerste zijde (hierna voor de duidelijkheid bovenzijde genoemd) bedrukt in drukstations voor verschillende kleuren. Een drukstation daarvan is schematisch weergegeven en aangeduid met verwijzingscijfer 11, dat bijvooorbeeld is ingericht voor 20 bijvoorbeeld offset druktechniek zoals in deze fig. is weergegeven. Het papiervel 10 wordt over walsen 12 getransporteerd, via drukstation 11 naar drukstation 13 waar op dezelfde zijde een volgende drukinkt wordt aangebracht. De afstand tussen de opeenvolgende walsen kan worden aangepast aan de dikte van het 25 papiervel. Teneinde geen sporen van een walsoppervlak in het drukbeeld achter te laten die de drukkwaliteit aantasten, is het walsoppervlak van alle walsen inclusief de drukwalsen behandeld door middel van een plasma elektrolyt oxidatiereactie.A sheet of paper 10 is supplied from a sheet feed (not shown) for feeding sheets of paper one after the other and is printed on a first side (hereinafter referred to as the top for clarity) in printing stations for different colors. A printing station thereof is shown schematically and is designated by reference numeral 11, which is for example adapted for, for example, offset printing technique as shown in this figure. The paper sheet 10 is transported over rollers 12, via printing station 11 to printing station 13 where on the same side a next printing ink is applied. The distance between the successive rollers can be adjusted to the thickness of the paper sheet. In order not to leave any traces of a roller surface in the printing image which affect the printing quality, the roller surface of all rollers including the pressure rollers has been treated by means of a plasma electrolyte oxidation reaction.

Figuur 2 illustreert een massieve huls 20 waarvan het 30 oppervlak 22 is behandeld door middel van plasma elektrolyt oxidatie. Figuur 3 toont een door middel van plasma elektrolyt oxidatie behandelde plaat, die als walsbekleding 30 is rondgezet rondom een cilindervormige kooiconstructie 32.Figure 2 illustrates a solid sleeve 20 whose surface 22 has been treated by plasma electrolyte oxidation. Figure 3 shows a plate treated with plasma electrolyte oxidation, which is circulated as a roll coating 30 around a cylindrical cage construction 32.

Fig. 4-9 geven op schematische wijze een werkwijze voor het 35 vervaardigen van een kopiematrijs voor het elektroformeren van een plaatvormig transportoppervlak weer. Een drager 100 in de vorm aluminium plaat met twee evenwijdige hoofdoppervlakken 102 resp. 104 (zie fig. 4) wordt onderworpen aan een plasma elektrolyt oxidatiebehandeling volgens de algemene procedure beschreven in 1030061 - 5 - US 6,365,028Bl in een op natriumhydroxide gebaseerde elektrolyt-samenstelling. Dit resulteert in een keramische oppervlaktestructuur 110 (niet op schaal getekend in fig. 5 e.v.) met onregelmatig gevormde verhogingen 112 die in hoofdzaak wel dezelfde hoogte h 5 bezitten, ten opzichte van het niet-behandelde onderoppervlak 104.FIG. 4-9 schematically represent a method for manufacturing a copy die for electroforming a plate-shaped conveying surface. A support 100 in the form of an aluminum plate with two parallel main surfaces 102 and 104 (see Fig. 4) is subjected to a plasma electrolyte oxidation treatment according to the general procedure described in 1030061-5 US 6,365,028Bl in a sodium hydroxide-based electrolyte composition. This results in a ceramic surface structure 110 (not drawn to scale in Fig. 5 et seq.) With irregularly shaped elevations 112 that have substantially the same height h 5 with respect to the untreated lower surface 104.

Het product wordt in een elektroformeringsbad van nikkel geplaatst, waarbij de geleidend gemaakte oppervlaktestructuur als kathode wordt geschakeld. Bij het doorleiden van stroom wordt een verdere metaallaag 120 op de oppervlaktestructuur 110 afgezet tot deze laag 10 120 een gewenste dikte heeft bereikt. Zie fig. 6. Deze laag 120 wordt daarna als kopiematrijs 122 van de oorspronkelijke plaat 100 afgescheiden. De kopiematrijs 122 bezit aan een werkzijde 123 een oppervlaktestructuur 124 met verdiepingen 125 die complementair is aan de oppervlaktestructuur 110 van het hoofdoppervlak 102 van de 15 plaat 100 na de plasma elektrolyt oxidatiebehandeling, zoals in fig.The product is placed in a nickel electroforming bath, the conductive surface structure being connected as a cathode. When conducting current, a further metal layer 120 is deposited on the surface structure 110 until this layer 120 has reached a desired thickness. See FIG. 6. This layer 120 is then separated from the original plate 100 as a copy die 122. The copy die 122 has on a working side 123 a surface structure 124 with recesses 125 that is complementary to the surface structure 110 of the main surface 102 of the plate 100 after the plasma electrolyte oxidation treatment, as in FIG.

7 is getekend.7 is drawn.

Deze kopiematrijs 122 kan voor het elektroformeren van transportmiddelen met een oppervlaktestructuur overeenkomstig de oorspronkelijke plaat 100 worden toegepast. De kopiematrijs 122 wordt 20 gepassiveerd, waarna in een elektroformeringsbad metaal zoals nikkel op de oppervlaktestructuur 124 wordt afgezet tot een gewenste dikte is bereikt. De aldus gevormde metaallaag 130 wordt van de matrijs 122 afgescheiden, en kan als transportmiddel 140 met een oppervlaktestructuur 142 omvattende onregelmatig gevormde verhogingen 144 met in 25 hoofdzaak gelijke hoogte worden gebruikt. Desgewenst kan de nikkelen plaat beschermd worden tegen corrosie, bijvoorbeeld met een dunne chroomlaag, en een inktafstotende laag. Een metaalbekleding zoals chroom, bijvoorbeeld van enkele micrometers dik, geeft verder een afronding van eventueel aanwezige scherpe randen, waardoor het 30 transportoppervlak minder gevoelig is voor vervuiling met papiervezels.This copy die 122 can be used for electroforming conveying means with a surface structure similar to the original plate 100. The copy die 122 is passivated, whereafter metal such as nickel is deposited on the surface structure 124 in an electroforming bath until a desired thickness is achieved. The metal layer 130 thus formed is separated from the mold 122, and can be used as a transport means 140 with a surface structure 142 comprising irregularly shaped elevations 144 of substantially the same height. If desired, the nickel plate can be protected against corrosion, for example with a thin chrome layer, and an ink-repellent layer. A metal coating such as chromium, for instance of a few micrometers thick, furthermore rounds off any sharp edges that may be present, so that the transport surface is less sensitive to contamination with paper fibers.

10300611030061

Claims

Use of a transport means for moving a substrate (10), in particular a wet-printed substrate, more in particular paper-containing substrate, wherein the transport means (12) comprises a carrier (20, 30, 100), the The support (20, 30, 100) has a surface structure (110) obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment.

2. Use according to claim 1, wherein the surface structure (110) comprises a multi-layer structure, which comprises at least one outer porous layer, a middle layer with the highest hardness, and an inner transition layer.

3. Use according to claim 1 or 2, wherein the surface structure (110) is provided with a top layer of a plastic with ink-repellent effect.

The use according to claim 1, wherein the carrier is a roller (20).

The use of claim 1, wherein the carrier (30) is a roll coating.

6. Transport means (12) for transporting a substrate (10), in particular a wet-printed substrate, more in particular a paper-containing substrate comprising a carrier (20, 30, 100), the carrier having a surface structure (110) obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment.

7. Transport means as claimed in claim 6, wherein the surface structure (110) comprises a multi-layer structure, which comprises at least an outer porous layer, a middle layer with the highest hardness, and an inner transition layer.

8. Transport means as claimed in claim 6 or 7, wherein the surface structure (110) is provided with a top layer of a plastic with low frictional resistance. 1030061 - 7 -

Transport means according to any of claims 6-8, wherein the carrier is a roller (20).

10. Transport means according to any of claims 6-8, wherein the carrier is a roller coating (30).

A method for printing a substrate (10), wherein a substrate sheet is printed in a first printing station (11), and then in a second printing station (13), wherein between the 10 printing stations the substrate sheet is transported with a transport means (12 ), wherein the transport means comprises a support (20, 30, 100) that has a surface structure (110) obtained by a plasma electrolyte oxidation treatment.

12. Method for manufacturing a plate-shaped copy die (122), apparently intended for manufacturing a carrier of a transport means (140) by means of electroforming, comprising the steps of subjecting a main surface (102) of a light metal plate (100) to a plasma electrolyte oxidation treatment to obtain a surface structure (110) of irregular elevations (112) of substantially the same height; electrically conducting the main surface (102) that has undergone the plasma electrolyte oxidation treatment; Depositing a metal layer (120) on the main electrically conductive surface; and separating the deposited metal layer (120) as a copy die (122) with a working side (123) having a surface structure (124) of irregular depressions (125) of substantially equal depth from the light metal plate (100).

A method of manufacturing a carrier of a transport means (140) by electroforming, comprising passivating the surface structure (124) of the copy die 35 (122) obtained according to claim 13; electrolytically depositing a further metal layer (130) on the passivated surface structure (124) of the copy die such that at least the depressions (125) are filled and the passivated surface is completely covered; and separating the further metal layer (140) as a carrier with a surface structure (142) from irregular elevations (144) of substantially equal height, from the copy die (122). 1030061