WO2006079761A1 - Procede de fabrication d'un rouleau revêtu, notamment pour l'imprimerie et le façonnage, rouleau ainsi obtenu - Google Patents

Procede de fabrication d'un rouleau revêtu, notamment pour l'imprimerie et le façonnage, rouleau ainsi obtenu Download PDF

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WO2006079761A1
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packed
roll
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José PORTOLES
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Epsilon Composite Sarl
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a coated roll, in particular a roll used in a machine to print or shape.
  • the invention also covers the roll thus produced by implementing the method.
  • rolls filled with elastomers are used, the function of which is to coat a support, to laminate two media or to transfer ink or water to the print media and other functions as well.
  • rollers must imperatively have a significant stiffness to minimize the deformations generated by the high speed rotation and by the pressing forces undergone.
  • rollers are generally made by various techniques and in particular by pultrusion of tubes by using carbon fibers and a resin matrix. These tubes make it possible to achieve very small deformations under load, both in ovalization and arrow.
  • these tubes are mounted on metal end pieces themselves intended to cooperate with the bearings of the printing machine. These tips are reported by interlocking at both ends of the tube and glued, usually using epoxy glues.
  • Each endpiece has in known manner a portion which penetrates inside the tube while a flange abuts on the annular portion of the tube so as to maintain, abut and ensure the continuity of the outer surface .
  • the roll thus obtained in manufacture has all the required mechanical characteristics.
  • rollers for some of them, are then coated with a layer of elastomeric material.
  • This material has a hardness adapted to the printing need or the desired function such as coating or rolling and the nature of the coating itself is a function of the type of printing. Indeed, it is necessary to be able to press on the support to be printed with a suitable pressure.
  • the image does not allow a direct printing on paper and it is necessary to use a transfer roller called blanket which receives the ink and deposits it on the paper.
  • This blanket is a roll lined with a layer of elastomer.
  • the rolls receive a layer of a natural or synthetic elastomer which is then heat-vulcanized or heat-polymerized depending on the type of polymer, which causes the cross-linking of said polymer and the bonding of this polymer with the surface of the tube which receive it.
  • This operation is carried out under pressure and at a temperature of the order of
  • the increase in temperature causes the formation of one or more bubbles at the interface between the outer face of the roll and the inner face of the elastomer coating.
  • Such bubbles are incompatible with the desired accuracy and generally dependent on the roller and can not be removed a posteriori because the grinding only deals with the outer face of the coating.
  • this zone does not have the same hardness and makes the surface inhomogeneous.
  • the present invention provides a solution to prevent the formation of these bubbles by eliminating the migration air.
  • the invention also provides a roller for carrying out this method. We will speak for the rest of the description of a bubble even in the presence of several bubbles to simplify.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an embodiment of a roller for preventing the formation of a bubble.
  • a roller 10 for example made by pultrusion from carbon fibers and a resin matrix.
  • This tube is cut to the desired length and has edges 12 francs.
  • This tube receives at each of its two ends a tip 14.
  • Each endpiece comprises a penetrating portion 16 intended to be introduced into the tube and an outer portion 18 forming a flange and intended to abut on the edge of said tube.
  • Glue 20 is disposed on the penetrating portion so as to bind each end to the inner wall of the tube irreversibly.
  • This tube receives a coating 22 of elastomer which must be heat-cured so as to obtain crosslinking in the mass quickly and homogeneously.
  • This bubble is disposed at the interface between the tube and the coating and remains after the coating has polymerized so that it is permanently trapped.
  • FIG 2 there is shown a translation of the method according to the invention.
  • This method consists in providing at least one air evacuation path during its migration which originates annularly to the right of the nozzle and which opens out of the roller.
  • annular groove 26 in the outer portion 18 forming a flange of each endpiece. More particularly, this groove is formed in the angle formed by the penetrating portion 16 of the tip and the outer portion 18 forming a collar.
  • This groove 26 is thus in line with the glue and the right of the section of the tube 10, on the passage of migration of the air.
  • At least one vent 28 is provided on the lateral face of each end piece and communicates the groove 26 and the outside of the roll. Preferably, several vents are regularly distributed so as to shorten the exhaust passage.
  • vents In addition, in case of possible blockage of one of the vents for example in case of excess or flow of glue, there are other vents available to ensure the evacuation of air.
  • This groove can also be made partially or completely in the tube, on the edge.
  • the expansion of the air leads to the groove which acts as a collector and venting through the vent or vents allows to evacuate any overpressure.
  • the air does not migrate to the interface and thus avoid overpressure under the coating may produce a bubble.
  • vent holes are oriented towards the outside of the roll, perpendicular to its side face but such a vent could be oriented towards the inside of the roll, that is to say towards the inner face of the tip when it is hollow.

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Abstract

L'objet de l'invention est un procédé de réalisation d'un rouleau garni comprenant un tube (10) et deux embouts (14) solidarisé au tube (10), caractérisé en ce qu'il consiste en la succession des étapes suivantes : - fabrication du tube (10), - réalisation dans chaque embout d'au moins un évent (28) destiné à conduire à l'air libre, l'air de migration circulant entre le tube et cet embout, - insertion des embouts (14) ainsi préparés pour solidarisation au tube afin de former un rouleau, - dépose d'un revêtement (22) en matériau élastomère sur le rouleau, - polymérisation à chaud dudit revêtement avec évacuation simultanée à travers le au moins un évent, et - traitement de surface dudit revêtement.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ROULEAU REVETU, NOTAMMENT POUR L'IMPRIMERIE ET LE FAÇONNAGE, ROULEAU AINSI OBTENU
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un rouleau revêtu, notamment un rouleau utilisé dans une machine à imprimer ou à façonner.
L'invention couvre aussi le rouleau ainsi réalisé par mise en oeuvre du procédé.
Dans les machines d'impression papier et dans les machines de transformation de matière plastique, par exemple en heatset ou dans l'imprimerie de journaux, on utilise des rouleaux garnis d'élastomères dont la fonction est d'enduire un support, de laminer deux supports ou encore d'assurer le transfert d'encre ou d'eau vers le support à imprimer et pour d'autres fonctions également.
Ces rouleaux doivent impérativement présenter une raideur importante pour limiter au maximum les déformations engendrées par la rotation à grande vitesse et par les efforts de pressage subis.
Ces rouleaux sont généralement réalisés par différentes techniques et notamment par pultrusion de tubes en recourant à des fibres de carbone et à une matrice en résine. Ces tubes permettent d'atteindre de très faibles déformations sous charge, tant en ovalisation qu'en flèche.
Ceci permet d'atteindre des qualités d'impression très satisfaisantes surtout à haute vitesse.
Pour leur montage sur machine, ces tubes sont montés sur des embouts métalliques eux-mêmes prévus pour coopérer avec les paliers de la machine d'impression. Ces embouts sont rapportés par emboîtement aux deux extrémités du tube et collés, généralement en utilisant des colles époxy.
Chaque embout présente de façon connue une partie qui pénètre à l'intérieur du tube tandis qu'une collerette vient en appui sur la tranche annulaire du tube de sorte à assurer le maintien, à venir en butée et à assurer la continuité de la surface extérieure.
Le rouleau ainsi obtenu en fabrication présente toutes les caractéristiques mécaniques requises.
Ces rouleaux, pour certains d'entre eux, sont ensuite revêtus d'une couche de matériau élastomère. Ce matériau présente une dureté adaptée au besoin d'impression ou à la fonction recherchée comme l'enduction ou le laminage et la nature du revêtement elle-même est fonction du type d'impression. En effet, il faut pouvoir presser sur le support à imprimer avec une pression adaptée.
En offset par exemple, le cliché ne permet pas une impression directe sur le papier et il faut recourir à un rouleau transfert appelé blanchet qui reçoit l'encre et la dépose sur le papier. Ce blanchet est un rouleau garni d'une couche d' élastomère.
Aussi, les rouleaux reçoivent une couche d'un élastomère naturel ou de synthèse qui est ensuite vulcanisé à chaud ou polymérisé à chaud suivant le type de polymère, ce qui provoque la réticulation dudit polymère et la liaison de ce polymère avec la surface du tube qui le reçoit.
Cette opération s'effectue sous pression et à une température de l'ordre de
15O0C en passant l'ensemble du rouleau, c'est-à-dire, tube, embouts et revêtement dans un autoclave. Une fois le revêtement vulcanisé ou polymérisé, le rouleau avec sa couche d'élastomère est rectifié pour conférer à la surface extérieure du revêtement une rectitude et une cylindricité précises ainsi qu'un diamètre également de haute précision. Cette opération de rectification permet aussi d'obtenir un état de surface satisfaisant.
Lors de l'étape de vulcanisation de l'élastomère du revêtement, on constate que l'augmentation de température provoque la formation d'une ou plusieurs bulles à l'interface entre la face extérieure du rouleau et la face intérieure du revêtement en élastomère.
De telles bulles sont incompatibles avec la précision recherchée et généralement dépendante du rouleau et ne peuvent pas être éliminées a posteriori car la rectification ne traite que la face extérieure du revêtement. De plus, cette zone ne présente pas la même dureté et rend la surface non homogène.
Ces bulles semblent provenir de la colle qui emprisonne de l'air lors du montage des embouts et la suppression de cette accumulation d'air n'a pas trouvé de solution.
Ainsi, il semble que lors du chauffage, la dilatation de l'air provoque sa migration au sein du joint de colle, cet air passe entre le tube et la collerette pour venir s'accumuler sous l'élastomère. Celui-ci est fortement adhérisé sur le tube et son élasticité résiduelle lui permet de se déformer en autorisant cette accumulation. Chaque bulle interdit alors la liaison de ce revêtement sur le tube dans cette zone. Aussi, un rouleau présentant un tel défaut n'est pas acceptable. La seule solution est de retirer le revêtement, de regarnir et de vérifier que le défaut de bulle n'apparaît plus. On comprend que le coût final du revêtement devient très élevé. On constate aussi que certains embouts sont montés en force, sans colle et il peut aussi apparaître cette migration d'air avec formations de bulles, avec un cheminement identique entre au moins un embout et le cylindre.
De fait, la présente invention propose une solution permettant d'éviter la formation de ces bulles en éliminant l'air de migration. L'invention propose aussi un rouleau permettant la mise en œuvre de ce procédé. On parlera pour la suite de la description d'une bulle même en présence de plusieurs bulles pour simplifier.
L'invention est maintenant décrite en détail suivant un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent :
- figure 1, une vue schématique en coupe d'un rouleau revêtu de l'art antérieur présentant un défaut avec une bulle,
- figure 2, une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un rouleau permettant d'éviter la formation d'une bulle. Sur la figure 1, on a représenté un rouleau 10, par exemple fabriqué par pultrusion à partir de fibres de carbone et d'une matrice en résine.
Ce tube est coupé à la longueur recherchée et présente des bords 12 francs.
Ce tube reçoit à chacune de ses deux extrémités un embout 14.
Chaque embout comprend une partie 16 pénétrante prévue pour être introduite dans le tube et une partie 18 extérieure formant une collerette et destinée à venir en butée sur la tranche dudit tube.
De la colle 20 est disposée sur la partie pénétrante de sorte à lier chaque embout à la paroi intérieure du tube, de façon irréversible.
Ce tube reçoit un revêtement 22 en élastomère qui doit être polymérisé à chaud de sorte à obtenir une réticulation dans la masse de façon rapide et homogène.
Lors de cette polymérisation à chaud, de l'air migre à travers le joint de colle et vient s'accumuler de façon totalement aléatoire pour former des bulles, en l'occurrence pour simplifier également le dessin, une bulle 24.
Cette bulle est disposée à l'interface entre le tube et le revêtement et elle subsiste après que le revêtement a polymérisé si bien qu'elle est définitivement emprisonnée.
Sur la figure 2, on a représenté une traduction du procédé selon l'invention. Ce procédé consiste en effet à prévoir au moins un chemin d'évacuation de l'air lors de sa migration qui prend naissance de façon annulaire au droit de l'embout et qui débouche à l'extérieur du rouleau.
Sur cette figure 2, on a réalisé une gorge 26 annulaire dans la partie 18 extérieure formant collerette de chaque embout. Plus particulièrement, cette gorge est ménagée dans l'angle constitué par la partie 16 pénétrante de l'embout et la partie 18 extérieure formant collerette.
Cette gorge 26 est ainsi au droit de la colle et au droit de la coupe du tube 10, sur le passage de migration de l'air. Au moins un évent 28 est ménagé sur la face latérale de chaque embout et met en communication la gorge 26 et l'extérieur du rouleau. De préférence, plusieurs évents sont répartis régulièrement de façon à raccourcir le passage d'évacuation.
De plus, en cas de bouchage éventuel de l'un des évents par exemple en cas d'un excès ou d'un écoulement de colle, il subsiste d'autres évents disponibles pour assurer l'évacuation de l'air.
Cette gorge peut aussi être réalisée en partie ou intégralement dans le tube, sur la tranche.
Ainsi, lorsque l'opération de chauffage pour obtenir la polymérisation intervient, la dilatation de l'air le conduit dans la gorge qui agit comme un collecteur et la mise à l'air par le ou les évents permet d'évacuer toute surpression. De fait, l'air ne migre pas jusqu'à l'interface et on évite ainsi toute surpression sous le revêtement susceptible de produire une bulle.
En dehors de ce mode préférentiel de réalisation, on constate que l'essentiel des défauts peut aussi être supprimé en ne réalisant pas une gorge de collecte mais simplement en positionnement au moins un évent au droit de l'embout. De même, lorsque les embouts ne sont pas collés, le procédé qui consiste à prévoir un chemin de fuite sur le chemin de migration de l'air permet d'éviter la formation d'une bulle sous le revêtement.
Enfin, dans le mode de réalisation préférentiel présenté les trous d'évent sont orientés vers l'extérieur du rouleau, perpendiculairement à sa face latérale mais un tel évent pourrait être orienté vers l'intérieur du rouleau, c'est-à-dire vers la face interne de l'embout lorsque celui-ci est creux.
Dans ce cas, l'air de migration s'échappe aussi par mise à l'air libre, seule la réalisation est différente, le résultat étant identique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un rouleau garni comprenant un tube (10) et deux embouts (14) solidarisé audit tube (10), caractérisé en ce qu'il consiste en la succession des étapes suivantes :
- fabrication du tube (10), - réalisation dans chaque embout d'au moins un évent (28) destiné à conduire à l'air libre, l'air de migration circulant entre le tube et cet embout,
- insertion des embouts (14) ainsi préparés pour solidarisation au tube afin de former un rouleau, - dépose d'un revêtement (22) en matériau élastomère sur le rouleau,
- polymérisation à chaud dudit revêtement avec évacuation simultanée à travers le au moins un évent, et
- traitement de surface dudit revêtement.
2. Procédé de réalisation d'un rouleau garni selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise au moins une gorge (26) annulaire dans le tube et/ou dans l'embout, ladite gorge étant en communication avec l 'évent (28).
3. Procédé de réalisation d'un rouleau garni selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on fait déboucher chaque évent (28) sur la face latérale de l'embout (14) qui le porte.
4. Procédé de réalisation d'un rouleau garni selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'un embout creux, on fait déboucher chaque évent (28) sur la face interne de chaque embout.
5. Rouleau garni, notamment pour machine d'impression, fabriqué selon l'enseignement du procédé des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend : - un tube (10),
- deux embouts (14) solidarisés audit tube, et
- au moins un évent (28) dans chaque embout destiné à conduire à l'air libre, l'air de migration circulant entre le tube et cet embout.
6. Rouleau garni selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque embout (14) comprend au moins une gorge (26) prévue pour être en communication avec le au moins un évent (28) ménagé dans cet embout.
7. Rouleau garni selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque embout (14) comprend une partie (16) pénétrante et une partie (18) extérieure formant collerette, ladite gorge (26) étant ménagée dans l'angle constitué par cette partie (16) pénétrante et cette partie (18) extérieure formant collerette.
8. Rouleau garni selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la gorge (26) est annulaire.
9. Rouleau garni selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chaque évent (28) est ménagé pour déboucher sur la face latérale de l'embout
(14) correspondant.
10. Rouleau garni selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que chaque embout (14) est lié au tube (10) par de la colle (20).
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