WO2007016911A2 - Verfahren zum herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen oberflächen - Google Patents

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WO2007016911A2
WO2007016911A2 PCT/DE2006/001371 DE2006001371W WO2007016911A2 WO 2007016911 A2 WO2007016911 A2 WO 2007016911A2 DE 2006001371 W DE2006001371 W DE 2006001371W WO 2007016911 A2 WO2007016911 A2 WO 2007016911A2
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WO
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plate
shaped
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cylindrical workpiece
shaped material
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PCT/DE2006/001371
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Inventor
Ferat Sarac
Norbert Krandick
Kilian Saueressig
Original Assignee
Saueressig Gmbh + Co.
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/18Coating curved surfaces

Definitions

  • the invention relates to a method for producing cylindrical, seamless-seamless surfaces, in which web-shaped or plate-shaped material is placed around a cylindrical workpiece and connected at its opposite edges, wherein initially cut sheet-like or plate-shaped material and this is then applied to the cylindrical workpiece ,
  • the gap-free application of web-like or plate-like material to a cylinder should succeed, without subsequently being able to detect a waviness or a seam in the printing or embossing.
  • gaps or overlapping must be avoided, which as a rule already fails because the precise cutting of the web-like or plate-like materials is not adequately solved in practice. Manufacturing tolerances in the range of a few micrometers cause visible surface defects already in print.
  • DE 29 11 908 A1 describes a method and an apparatus for producing photosensitive resin cylinders, wherein a photosensitive resin film is wound on and around the surface of a cylinder without substantial overlap or substantial spacing between the edges of the wrapped resin film occurs. By means of an infrared radiation heater, the edges are fused together. It may also be provided to interpose an adhesive between the resin film and the cylinder.
  • the edges of light-curable thermoplastic elastomeric printing plates are to be connected, wherein the plate areas adjacent to the edges to be joined are heated under pressure directed onto the surface of the printing plate until a Welding occurred at the abutting edges to form a joint with a smooth surface.
  • the pressure plate areas should be fixed before welding their edges on the back, which can be done using a double-sided adhesive film.
  • the pressure is generated with at least one heated calender roll, which rotates for so long. is set until welding has occurred at the collided blank edges.
  • Temperature, pressure and welding time should be determined individually for each application.
  • the welding temperature is between the glass transition temperature and the melting temperature of the printing plate. Excess material is squeezed axially outward during calendering.
  • the problem with columns of the adhesive tape is particularly reinforced for foam adhesive tapes, which have a large thickness.
  • the web-shaped or plate-shaped material is cut to size, so that the material rests on the cylindrical workpiece to form a gap; the web-shaped or plate-shaped material and the cylindrical workpiece are moved relative to each other, being closed by the relative movement of the gap between the opposing edges; and the now adjacent edges are joined together.
  • the material is first cut as exactly as possible according to the inventive method, but in any case with a small undersize to exclude overlapping from the outset.
  • the material is first cut as exactly as possible according to the inventive method, but in any case with a small undersize to exclude overlapping from the outset.
  • the relative movement can be generated by acting in the circumferential direction of the cylindrical workpiece force.
  • This force acting in the circumferential direction is expediently so high that a relative movement of the edges of the web-shaped or plate-shaped material towards each other is possible, with the remaining part of the material not to be moved as far as possible in the circumferential direction.
  • An occurring gap of an adhesive tape can be closed in an analogous form.
  • the cylindrical workpiece is maintained at a first temperature and the sheet or plate-like material is maintained at a second temperature, wherein the first temperature corresponding to the elongation of the sheet or plate material to be achieved is higher than the second temperature and for generating the relative movement, the first temperature is lowered.
  • the circumference of the cylindrical workpiece is reduced and results in a compressive stress in the sheet-like or plate-shaped material, which supports a movement of the edges toward each other.
  • the compressive stress in the web-shaped or plate-shaped material can be optimized.
  • a force acting in the circumferential direction of the cylindrical workpiece can be generated by a calendering roller.
  • the cylindrical workpiece is brought to a temperature which is above the expected during calendering temperature.
  • the adhesive force gradient can be generated by an adhesive area which is reduced in the circumferential direction in the circumferential direction or by a force which increases in the circumferential direction and is transmitted through a calendering roller.
  • the used web-shaped or plate-shaped material may be thermoplastic. According to one embodiment of the method, the edges of the web-like or plate-shaped material at a temperature below its melting temperature and below the melting temperature of the cylindrical workpiece.
  • thermosetting material which is crosslinked during or after calendering.
  • calendered semi-finished products made of extruded films or plates have proven successful.
  • the sheet-like or plate-shaped material is provided with a self-adhesive layer, which has elastically deformable carrier material.
  • An adhesive force between the cylindrical workpiece and the sheet-like or plate-shaped material is necessary for later use in printing operation. In the manufacturing process, however, it counteracts the desired relative movement of the edges toward one another. Therefore, it is desirable to reduce the adhesive force by establishing sliding zones that are directly in front of the gap between the opposing edges. Such a sliding zone can be realized by an adhesive which melts at the calendering temperature and thus forms a cushion with a significantly reduced adhesive force, which is fully effective again at the operating temperature during printing.
  • a dehesive coating for example a silicone release agent.
  • the outer surface of the cylindrical workpiece and / or the cylindrical workpiece facing surface of the sheet-like or plate-shaped material is at least partially provided with an adhesive.
  • the adhesive tape may be a foam adhesive tape, an adhesive tape with polyurethane adhesive on a carrier film or the like.
  • a foam adhesive band has, for example, a thickness of about 100 microns. It offers the advantage that the base for the polymer plate no longer has to consist of a foam, but may consist of a variety vori materials that do not themselves have the function of a foam. Very thick adhesive tapes can now also be used according to the method of the invention since a deep gap existing between their edges has no effect on the quality of the print.
  • the adhesive tape is selected from a material whose glass transition temperature is above the glass transition temperature of the web-shaped or plate-shaped material or even above its melting temperature.
  • the gap of the adhesive tape is sealed with a film or with a thin strip which is applied to the gap or on the back of the plate-shaped material.
  • the sealing strip is chosen so that it dips only slightly into the gap during the subsequent calendering process. In particular, no thermoplastic forming should take place. Therefore, the sealing film is selected from a material whose glass transition temperature is above the glass transition temperature of the sheet-like or plate-shaped material or even above its melting temperature.
  • the sealing strip or sealing film has a thickness in the range of 10 to 20 microns.
  • the gap between the opposite edges of the sheet-like or plate-shaped material is closed prior to calendering.
  • their geometry can be suitably configured.
  • the sheet-like or plate-shaped materials are those which are later with the aid of laser radiation, mask technology and the like can be trained.
  • the direct structuring takes a special space, which can also be done with the help of laser radiation, occasionally also cutting tools are used.
  • the web-shaped or plate-shaped material contains condensation nuclei, which absorb laser radiation. These can be contained in a proportion of 2 to 20% by volume. Laser radiation is absorbed at these condensation nuclei, so that sublimation or melting of the sheet-like or plate-like material is given via this type of energy coupling.
  • the condensation nuclei have a high absorption capacity for a given wave of the radiation source, for example, carbon blacks have proved to be suitable. It is part of the idea of the invention that the plates contain only so many condensation nuclei that they are still calendered.
  • Raw materials which have a naturally high absorption compared to the laser radiation or the corresponding wavelength used, have good solvent resistance and exhibit thermoplastic behavior, are particularly suitable for the invention.
  • CO 2 lasers it is possible to use polyoxymethylene polymers or thermoplastic polyamides which have the abovementioned properties.
  • the seamlessly-endless surfaces can be treated in further processing steps in a process gas such as oxygen or nitrogen, or a process liquid such as polysilane, alcohol, photopolymer development solutions, etc., without fear of being negatively affected by a gap. In particular, blistering, swelling of the edges or substructure does not occur.
  • a process gas such as oxygen or nitrogen
  • a process liquid such as polysilane, alcohol, photopolymer development solutions, etc.
  • a process liquid such as polysilane, alcohol, photopolymer development solutions, etc.
  • Products produced by the process can be used in flexo printing, offset printing, embossing technology and gravure printing.
  • (flexo) sleeves can be produced, in which the cylindrical workpiece is an air cylinder, is applied to the one-sided adhesive tape with outwardly facing adhesive surface under tension without play.
  • a preferably thermoplastic plate is then placed and treated by the method according to the invention.
  • the plate or about used web-shaped or plate-shaped material has a modulus of elasticity in the range of 500 to 10,000 N / m, so that even with thick walls, a homogeneous expansion through the air cushion of the air cylinder is possible and the sleeve can be easily removed from the mold , The sleeves can then be directly imaged or later provided with another image-bearing layer.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of an array of plate-shaped material and cylindrical workpiece according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows the bearing relations of the components before or during calendering
  • FIG. 3 shows the arrangement after calendering
  • Figure 4 is an illustration of the gap geometries
  • FIG. 5 shows the deformation error source when the gap is not closed in the case of the prior art
  • FIG. 6 shows the source of error in the overlap
  • FIG. 7 shows the deformation errors in the case of overlapping in the procedure according to the prior art
  • FIG. 8 shows the source of error when using foam adhesive tape in the prior art prior to calendering
  • FIG. 9 shows the illustration of a pressure surface of a pressure tool with deformation errors in the procedure according to the prior art after calendering.
  • FIG. 1 shows an embodiment according to the present invention, in which a foam adhesive tape 30 is applied to a cylindrical workpiece 10, wherein the opposing edges of the foam adhesive tape 30 leave a gap 36 between them. So that this gap 36 is later not responsible for undesired deformation of the printing surface, it is covered with a sealing film 40. A polymer plate is laid over the arrangement of foam adhesive tape 30 and sealing film 40, the opposite edges of which form a gap 26. This gap 26 is to be closed by the method according to the present invention.
  • a circumferential force in the direction of the arrow A is exerted on the polymer plate 20, but essentially only one edge of the polymer plate 20 is moved, namely the edge 28 or the adjoining area (FIG ).
  • This has the consequence that virtually no force is exerted on the sealing film 40 when closing the gap 26 by the polymer plate 20 so that it remains securely in position over the gap 36.
  • the invention provides that the gaps 26 and 36 are not approximately aligned, but circumferentially offset from each other, so that the force relationships just described can have a positive effect.
  • the edge 28 reaches the opposite edge of the polymer plate 20, so that the gap is closed.
  • Figure 3 shows the arrangement after joining the edges, the polymer plate 20 now showing a closed and smooth surface.
  • the critical points for the bonding process are indicated at B and C by the arrows, and it is clear that both above the gap 36 (arrow C) and at the joint of the edges of the polymer plate 20 (arrow B) neither deformations nor ripples occur ,
  • a foam adhesive tape 30 would be arranged on a cylindrical workpiece 10
  • a polymer plate 20 is arranged on the foam adhesive tape 30, that the gaps formed by the respective opposite edges are aligned.
  • the sensitive area in the procedure according to the prior art is indicated by the dashed circle X.
  • FIG. 5 shows the effects on the joining of the edges and subsequent calendering of the polymer plate 20 when the gap of the foam adhesive tape 30 is not further treated.
  • the softened during calendering polymer material pushes into the gap 32, so that in the pressure surface of the polymer plate 20, a recess 22 is formed.

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen Oberflächen, bei dem bahnförmiges oder plattenförmiges Material um ein zylindrisches Werkstück gelegt und an seinen gegenüberstehenden Kanten verbunden wird, mit den Schritten: Ablängen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials; und Aufbringen des Materials auf das zylindrische Werkstück; Ablängen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials auf Untermaß, so daß das Material unter Bildung eines Spaltes auf dem zylindrischen Werkstück aufliegt; Bewegen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials und des zylindrischen Werkstücks relativ zueinander, wobei durch die Relativbewegung der Spalt zwischen den gegenüberstehenden Kanten geschlossen wird; und Verbinden der nun aneinanderliegenden Kanten miteinander; ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Werkstück und dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material ein Haftkraftgradient erzeugt wird, wobei die Haftkraft im Bereich einer der Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials maximal ist.

Description

Verfahren zum Herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen Oberflächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen Oberflächen, bei dem bahnförmiges oder plattenförmiges Material um ein zylindrisches Werkstück gelegt und an seinen gegenüberliegenden Kanten verbunden wird, wobei zunächst bahnförmiges oder plattenförmiges Material abgelängt und dieses dann auf das zylindrische Werkstück aufgebracht wird.
Mit einem solchen Verfahren soll das spaltfreie Aufbringen von bahnförmigem oder platten- förmigem Material auf einen Zylinder gelingen, ohne daß anschließend im Druck oder bei der Prägung eine Welligkeit oder eine Naht erkennbar ist. Dabei müssen Spalte oder eine Überlappung vermieden werden, was in der Regel schon daran scheitert, daß das präzise Zuschneiden der bahnförmigen oder plattenföπnigen Materialien in der Praxis nicht hinreichend gelöst ist. Fertigungstoleranzen im Bereich von wenigen Mikrometern bewirken dabei bereits im Druck sichtbare Oberflächendefekte.
Die DE 29 11 908 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von lichtempfindlichen Harzzylindern, wobei eine lichtempfindliche Harzfolie auf die Oberfläche eines Zylinders auf- und um diese herumgewickelt wird, ohne daß eine wesentliche Überlappung oder ein wesentlicher Abstand zwischen den Kanten der umwickelten Harzfolie auftritt. Mittels einer Infrarotstrahlungs- Heizeinrichtung werden die Kanten miteinander verschmolzen. Es kann auch vorgesehen sein, zwischen die Harzfolie und den Zylinder ein Klebmittel zwischenzuschalten.
Ebenso sollen bei einem Verfahren, wie es der DE 27 22 896 C3 zu entnehmen ist, die Kanten lichthärtbarer thermoplastischer elastomerer Druckplatten verbunden werden, wobei die den zu verbindenden Kanten benachbarten Plattenbereiche unter auf die Oberfläche der Druckplatte gerichteten Druck so lange erwärmt werden, bis ein Verschweißen an den aneinanderstoßenden Kanten unter Ausbildung einer Verbindungsstelle mit glatter Oberfläche eingetreten ist. Die Druckplattenbereiche sollten vor dem Verschweißen ihrer Kanten auf der Rückseite fixiert werden, was mit Hilfe einer doppelseitig klebenden Folie erfolgen kann. Der Druck wird mit mindestens einer beheizten Kalandrierwalze erzeugt, die so lange in Drehung ver- setzt wird, bis ein Verschweißen an den zusammengestoßenen Zuschnittkanten eingetreten ist. Temperatur, Druck und Verschweißdauer sollen dabei für jeden Anwendungsfall einzeln bestimmt werden. Die Verschweißungstemperatur liegt zwischen der Glasübergangs- und der Schmelztemperatur der Druckplatte. Überschüssiges Material wird bei der Kalandrierung axial nach außen abgequetscht. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens ist in der DE 28 44 426 C2 offenbart; dieses Dokument offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ein weiteres Verfahren zum Herstellen von zylindrischen endlos-nahtlosen Oberflächen mit Hilfe von Kalandrierwalzen ist aus der US 5,916,403 bekannt.
Aus dem Stand der Technik ist auch bekannt, ein Trägermaterial einzusetzen, auf dem sich die eigentliche Funktionsschicht befindet. Die Trägermaterialien werden ebenfalls möglichst auf Stoß auf das zylindrische Werkstück gelegt, wobei Spalte unvermeidbar sind. Dieses Trägermaterial ist verhältnismäßig dick, da es dem Polymer der Funktionsschicht als Stabilisierung für den anschließenden Aufbringungsprozeß dient. Dies bedingt einen relativ tiefen Spalt, in den das Polymer bei der Kantenversiegelung eindringen kann.
Alle beschriebenen Verfahren sind in der Praxis nur äußerst schwierig zu handhaben oder gar nicht umzusetzen. Insbesondere wird keine zufriedenstellende Lehre über die Vermeidung einer Deformation in dem Bereich, in dem die Kanten der plattenförmigen Materialien aufeinandertreffen und verbunden werden, gegeben.
Grundsätzlich muß ein Spalt oder eine Überlappung des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials vermieden werden, da ansonsten zwangsläufig die Oberfläche wellig wird. Wenn das Verbinden durch Kalandrieren vorgenommen wird, wird ein Fließprozeß in Gang gesetzt, der zwangsläufig eine solche Wellenbildung nach sich zieht. Da der Prozeß zeitaufwendig und fehleranfällig ist, wird die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses und die Qualität der erzielten Oberfläche deutlich reduziert. Um eine hohe Oberflächenqualität zu erreichen, muß in diesem Fall eine geometrisch bestimmte Oberflächenbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen, nachgeschaltet werden. Die beschriebenen verfahren des Standes der Tech- nik können ohne Nachbehandlung eine Oberflächengüte im Mikrometerbereich nicht erreichen.
Wenn gemäß dem Stand der Technik eine Klebescbicht verwendet wird, verhindert diese ein Schließen des Spalts vor dem Kalandrieren. Damit wird ein Teil des bahnförmigen oder plat- tenförmigen Materials während der Kalandrierung in den Spalt befördert und dieser verschlossen, wobei eine partielle Vertiefung entsteht. Um diese partielle Vertiefung auszugleichen, müßte viel Material in der Nähe der Vertiefung in Umfangsrichtung und axialer Richtung dorthin fließen, damit der Defekt großflächig behoben werden kann. Ein solches Fließen ist bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des bahnförmigen oder plattenförmi- gen Materials gar nicht möglich. Das Kriechen des Materials wiederum, das bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur stattfinden kann, ist zwar möglich, zeigt sich jedoch als ein sehr aufwendiger Prozeß. Überdies ist, je länger die Prozeßzeit des Kalandrierens dauert, die Gefahr einer Wellenbildung auf der Oberfläche des Werkstücks erhöht. Dieser Mechanismus wird noch verstärkt, sobald unter der eigentlichen Polymerplatte ein Trägermaterial zum Einsatz kommt. Wirtschaftlich tatsächliche genutzte Photopolymerplatten weisen alle ein solches Trägermaterial auf und können daher bei Verfahren nach dem Stand der Technik nicht effektiv eingesetzt werden.
Bei einer Überlappung der Kantenbereiches des bahnförmigen oder plattenformigen Materials, mit der ein Spalt vermieden werden soll, entsteht eine partielle Erhöhung, die ebenso unerwünscht ist wie eine Vertiefung aufgrund eines Spaltes. Wiederum müßte sehr viel Material fließen, um diesen Defekt großflächig zu beheben, und eine hohe Qualität ist nur dann zu erreichen, wenn eine lange Bearbeitungsdauer in Kauf genommen wird, damit ein Kriechen des Materials unterhalb seiner Schmelztemperatur stattfinden kann.
Die Problematik bei Spalten des Klebebands verstärkt sich noch insbesondere für Schaumklebebänder, die eine große Dicke haben.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen Oberflächen zur Verfügung zu stellen, das unbedingt praxis- tauglich ist und eine qualitativ hochwertige Verbindung zwischen den gegenüberstehenden Kanten sichert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das bahnförmige oder plattenförmige Material auf Untermaß abgelängt wird, so daß das Material unter Bildung eines Spaltes auf dem zylindrischen Werkstück aufliegt; das bahnförmige oder plattenförmige Material und das zylindrische Werkstück relativ zueinander bewegt werden, wobei durch die Relativbewegung der Spalt zwischen den gegenüberstehenden Kanten geschlossen wird; und die nun aneinanderliegenden Kanten miteinander verbunden werden.
Da in der Praxis ein genauer Zuschnitt des zu fügenden bahnförmigen oder plattenförmigen Materials nicht realisierbar ist, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Material zunächst möglichst exakt zugeschnitten, jedenfalls aber mit geringem Untermaß, um ein Überlappen von vornherein auszuschließen. Mittels einer Relativbewegung zwischen der Oberfläche des zylindrischen Werkstückes und dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material werden dessen Kanten aufeinander zu bewegt. Dies geschieht dadurch, daß das gesamte Material oder ein Teil davon auf der zylindrischen Oberfläche des Werkstücks gedehnt wird. Die Dehnung des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials entspricht dabei genau dem Spalt, der nach dem Aufbringen zwischen den Kanten vorhanden ist. Nach Abschluß der Dehnung ist der Spalt vollständig geschlossen, und die Kanten werden, vorzugsweise unter Einwirkung von Wärme und Druck verbunden.
Die Relativbewegung kann dabei durch eine in Umfangsrichtung des zylindrischen Werkstückes wirkende Kraft erzeugt werden. Diese in Umfangsrichtung wirkende Kraft ist zweckmäßigerweise so hoch, daß eine Relativbewegung der Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials aufeinander zu möglich ist, wobei der verbleibende Teil des Materials in Umfangsrichtung möglichst nicht bewegt werden soll. Ein auftretender Spalt eines Klebebandes kann in analoger Form geschlossen werden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das zylindrische Werkstück auf einer ersten Temperatur gehalten und das bahnförmige oder plattenförmige Material wird auf einer zweiten Temperatur gehalten, wobei die erste Temperatur entsprechend der zu erreichenden Dehnung des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials höher ist als die zweite Temperatur und wobei zum Erzeugen der Relativbewegung die erste Temperatur abgesenkt wird. Dadurch verringert sich der Umfang des zylindrischen Werkstückes und führt zu einer Druckspannung in dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material, die eine Bewegung der Kanten aufeinander zu unterstützt. Über den Temperaturgradienten zwischen bahnförmigem oder plattenförmigem Material und zylindrischem Werkstück kann die Druckspannung in dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material optimiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann eine in Umfangsrichtung des zylindrischen Werkstückes wirkende Kraft durch eine Kalandrierwalze erzeugt werden.
Zweckmäßigerweise wird das zylindrische Werkstück auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb der beim Kalandrieren zu erwartenden Temperatur liegt.
Es wurde zuvor schon angesprochen, daß es weniger bevorzugt ist, wenn sich das gesamte bahnförmige oder plattenförmige Material auf dem zylindrischen Werkstück bewegt. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem zylindrischen Werkstück und dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material ein Haftkraftgradient erzeugt wird, wobei die Haftkraft im Bereich einer der Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials maximal ist. Dieser Gradient stellt sicher, daß sich eine der gegenüberstehenden Kanten praktisch nicht in Umfangsrichtung bewegt, während die andere Kante sich auf die erste Kante zu bewegt.
Der Haftkraftgradient kann durch eine in Umfangsrichtung in ihrer Stärke reduzierte Klebfläche erzeugt werden oder durch eine in Umfangrichtung ansteigende, durch eine Kalandrierwalze übertragene Kraft.
Das zum Einsatz kommende bahnförmige oder plattenförmige Material kann thermoplastisch sein. Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens werden dabei die Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials bei einer Temperatur unterhalb dessen Schmelztemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur des zylindrischen Werkstückes verbunden.
Es ist ebenso möglich, als bahnförmiges oder plattenförmiges Material duroplastisches Material einzusetzen, welches während oder nach der Kalandrierung vernetzt wird.
Als Ausgangsmaterialien haben sich kalandrierte Halbzeuge aus extrudierten Folien oder Platten bewährt.
Es kann vorgesehen sein, daß das bahnförmige oder plattenförmige Material mit einer selbstklebenden Schicht versehen ist, welche elastisch verformbares Trägermaterial aufweist.
Eine Haftkraft zwischen dem zylindrischen Werkstück und dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material ist für den späteren Einsatz im Druckbetrieb notwendig. Im Herstellungsprozeß allerdings wirkt sie der gewünschten Relativbewegung der Kanten aufeinander zu entgegen. Daher ist es zweckmäßig, die Haftkraft durch Einrichtung von Gleitzonen, die sich direkt vor dem Spalt zwischen den gegenüberstehenden Kanten befinden, zu reduzieren. Eine solche Gleitzone kann durch einen Klebstoff realisiert werden, der bei der Kalandrierungs- temperatur schmilzt und somit ein Polster mit dann deutlich verringerter Haftkraft bildet, die bei der Betriebstemperatur beim Drucken aber wieder voll wirksam ist. Eine Alternative wäre die Verwendung einer dehäsiven Beschichtung, beispielsweise eines Silikon-Trennmittels.
Vorteilhaft ist die Außenfläche des zylindrischen Werkstücks und/oder die dem zylindrischen Werkstück zugewandte Fläche des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials zumindest teilweise mit einem Klebstoff versehen.
Mit der Erfindung ist es weiterhin möglich, vor dem Aufbringen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials ein Klebeband auf die Außenfläche des zylindrischen Werkstückes aufzubringen, was es möglich macht, die Druckform hinsichtlich der Auswahl des Grundwerkstoffes flexibler zu gestalten. Es kann das Klebeband ein Schaumklebeband, ein Klebeband mit Polyurethankleber auf einer Trägerfolie oder dergleichen sein. Ein Schaumklebe- band hat beispielsweise eine Dicke von ungefähr 100 μm. Es bietet den Vorteil, daß der Unterbau für die Polymerplatte nicht mehr aus einem Schaum bestehen muß, sondern aus einer Vielzahl vori Materialien bestehen kann, die selbst nicht die Funktion eines Schaums haben. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nun auch sehr dicke Klebebänder eingesetzt werden, da ein zwischen deren Kanten bestehender tiefer Spalt keine Auswirkungen auf die Qualität des Drucks hat. Hieraus resultiert ein Zeitvorteil bei der Herstellung von druckfertigen Flexodruckformen, da größere Anpassungen des Druckumfangs ohne eine Verstärkung des Unterbaus mit aufwendigen Methoden, wie zum Beispiel Schaumauftrag und anschließendes Schleifen erfolgen kann. Ein Schaumband oder Schaumtape ist sehr schnell applizierbar.
Vorteilhaft ist das Klebeband aus einem Material gewählt, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials oder sogar oberhalb dessen Schmelztemperatur liegt.
Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Spalt des Klebebandes mit einer Folie bzw. mit einem dünnen Streifen versiegelt, der auf dem Spalt oder auch auf der Rückseite des plattenförmigen Materials aufgebracht wird. Der Versiegelungsstreifen wird so gewählt, daß er während des anschließenden Kalandrierungsprozesses nur wenig in den Spalt eintaucht. Insbesondere soll keine thermoplastische Umformung stattfinden. Daher wird auch die Versiegelungsfolie aus einem Material gewählt, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials oder sogar oberhalb dessen Schmelztemperatur liegt. Vorzugsweise hat der Versiegelungsstreifen bzw. die Versiegelungsfolie eine Dicke im Bereich von 10 bis 20 μm.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß vor dem Kalandrieren der Spalt zwischen den gegenüberstehenden Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials geschlossen wird. Um ein Übereinanderschieben der Kanten zu verhindern, kann deren Geometrie in geeigneter Weise ausgestaltet werden.
Für den praktischen Einsatz handelt es sich bei den bahnförmigen oder plattenförmigen Materialien um solche, die später mit Hilfe von Laserstrahlung, Maskentechnik und dergleichen bebildet werden können. Dabei nimmt die Direktstrukturierbarkeit einen besonderen Raum ein, die auch mit Hilfe von Laserstrahlung erfolgen kann, gelegentlich werden auch Zerspanungswerkzeuge eingesetzt.
Die Direktstrukturierung mit Hilfe von Laserstrahlung hat deutliche Fertigungsvorteile. Daher ist es sinnvoll, wenn das bahnförmige oder plattenförmige Material Kondensationskeime enthält, welche Laserstrahlung absorbieren. Diese können in einem Anteil von 2 bis 20 VoIu- men-% enthalten sein. An diesen Kondensationskeimen wird Laserstrahlung absorbiert, so daß über diese Art der Energieeinkopplung eine Sublimation bzw. Schmelze des bahnförmi- gen oder plattenförmigen Materials gegeben ist. Somit können auch Materialien eingesetzt werden, die für ihre guten Druckeigenschaften bekannt sind, jedoch als solche nicht über eine gute Laserfähigkeit verfügen. Die Kondensationskeime haben zweckmäßigerweise bei einer vorgegebenen Welle der Strahlungsquelle ein hohes Absorptionsvermögen, beispielsweise haben sich Ruße als geeignet erwiesen. Es gehört zum Gedanken der Erfindung, daß die Platten nur so viele Kondensationskeime enthalten, daß sie noch kalandrierbar sind.
Rohstoffe, die über eine natürlich hohe Absorption gegenüber der zum Einsatz kommenden Laserstrahlung bzw. der entsprechenden Wellenlänge verfügen, über eine gute Lösemittelbeständigkeit verfügen als auch thermoplastisches Verhalten zeigen, sind für die Erfindung besonders geeignet. Beispielsweise können bei Einsatz von CO2-Lasern Polyoxymethylen- Polymere oder thermoplastische Polyamide verwendet werden, welche die obengenannten Eigenschaften aufweisen.
Als zylindrische Werkstücke kommen die verschiedensten Träger in Frage, beispielsweise Metalizylinder, Flexosleeves aus glasfaserverstärktem Kunststoff, Tiefdrucksleeves usw.
Die nahtlos-endlosen Oberflächen können in weiteren Bearbeitungsschritten in einem Prozeßgas, wie Sauerstoff oder Stickstoff, oder einer Prozeßflüssigkeit, wie Polysilan, Alkohol, Entwicklungslösungen für Photopolymere usw. behandelt werden, ohne daß eine negative Beeinflussung durch einen Spalt zu befürchten ist. Insbesondere findet Blasenbildung, Aufquellen der Kanten oder des Unterbaus nicht statt. Das gleiche gilt für die Nachbehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre. Mit dem Verfahren hergestellte Produkte können im Flexodruck, Offsetdruck, in der Präge- technik und auch im Tiefdruck zum Einsatz gelangen. Insbesondere können (Flexo)Sleeves hergestellt werden, bei denen das zylindrische Werkstück ein Luftzylinder ist, auf den einseitiges Klebeband mit nach außen weisender Klebefläche unter Vorspannung spielfrei aufgebracht wird. Als Alternative kann vorgesehen sein, auf den Luftzylinder eine Trennmittelschicht und darauf einen aushärtbaren Klebstoff aufzubringen. Auf diese Klebschicht wird dann eine vorzugsweise thermoplastische Platte gelegt und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Dabei weist die Platte bzw. etwa verwendetes bahnförmiges oder plat- tenförmiges Material ein Elastizitätsmodul im Bereich von 500 bis 10.000 N/m auf, so daß auch bei dicken Wandstärken eine homogene Aufweitung durch das Luftpolster des Luftzylinders möglich wird und die Sleeve problemlos entformt werden kann. Die Sleeves können dann direkt bebildet werden oder später mit einer weiteren bildtragenden Schicht versehen werden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Dabei sind die Zeichnungsfiguren stark schematisiert und nicht notwendig maßstabsgetreu. Insbesondere sind in Detailzeichnungen Krümmungen des zylindrischen Werkstückes, der Platten und Klebebänder nicht wiedergegeben. Es zeigt:
Figur 1 eine Querschnittsansicht einer Anordnung aus plattenförmigem Material und zylindrischem Werkstück gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 die Lagerelationen der Komponenten vor oder während der Kalandrierung;
Figur 3 die Anordnung nach der Kalandrierung;
Figur 4 eine Veranschaulichung der Spaltgeometrien;
Figur 5 die Deformationsfehlerquelle bei nicht geschlossenem Spalt bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik; Figur 6 die Fehlerquelle bei der Überlappung;
Figur 7 die Deformationsfehler bei Überlappung bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik;
Figur 8 die Fehlerquelle bei der Verwendung von Schaumklebeband bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik vor dem Kalandrieren; und
Figur 9 die Darstellung einer Druckoberfläche eines Druckwerkzeuges mit Deformationsfehlern bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik nach der Kalandrie- rung.
Figur 1 zeigt eine Ausfülirungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der auf einem zylindrischen Werkstück 10 ein Schaumklebeband 30 aufgebracht ist, wobei die einander gegenüberstehenden Kanten des Schaumklebebandes 30 zwischen sich einen Spalt 36 freilassen. Damit dieser Spalt 36 später nicht für unerwünschte Deformation der Druckoberfläche verantwortlich ist, wird er mit einer Versiegelungsfolie 40 abgedeckt. Über die Anordnung aus Schaumklebeband 30 und Versiegelungsfolie 40 ist eine Polymerplatte gelegt, wobei deren gegenüberstehende Kanten einen Spalt 26 bilden. Dieser Spalt 26 soll mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geschlossen werden.
Dazu wird, wie in Figur 2 veranschaulicht ist, auf die Polymerplatte 20 eine Umfangskraft in der Richtung des Pfeils A ausgeübt, wobei aber im wesentlichen nur eine Kante der Polymerplatte 20 bewegt wird, nämlich die Kante 28 bzw. der daran anschließende Bereich (Figur 1). Dies hat zur Folge, daß auf die Versiegelungsfolie 40 beim Verschließen des Spaltes 26 durch die Polymerplatte 20 praktisch keine Kraft ausgeübt wird, so daß diese sicher in ihrer Lage über dem Spalt 36 bleibt. Es soll hier nur angemerkt werden, daß die Erfindung vorsieht, die Spalte 26 und 36 nicht etwa fluchtend anzuordnen, sondern umfangsmäßig zueinander versetzt, damit sich die eben beschriebenen Kräfteverhältnisse positiv auswirken können. Durch die ausgeübte Umfangskraft gelangt die Kante 28 an die gegenüberstehende Kante der Polymerplatte 20, so daß der Spalt geschlossen ist. Figur 3 zeigt die Anordnung nach dem Verbinden der Kanten, wobei die Polymerplatte 20 jetzt eine geschlossene und glatte Oberfläche zeigt. Die für den Verbindungsprozeß kritischen Stellen sind bei B und C durch die Pfeile angedeutet, und es wird deutlich, daß sowohl oberhalb des Spaltes 36 (Pfeil C) als auch an der Fügestelle der Kanten der Polymerplatte 20 (Pfeil B) weder Deformationen noch Welligkeiten auftreten.
Nach dem Stand der Technik würde, wie schematisch in Figur 4 dargestellt, ein Schaumklebeband 30 auf einem zylindrischen Werkstück 10 angeordnet sein, eine Polymerplatte 20 ist so auf dem Schaumklebeband 30 angeordnet, daß die durch die jeweils gegenüberstehenden Kanten gebildeten Spalte miteinander fluchten. Der sensible Bereich bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik ist durch den strichlierten Kreis X angedeutet.
Figur 5 zeigt die Auswirkungen beim Fügen der Kanten und anschließenden Kalandrieren der Polymerplatte 20, wenn der Spalt des Schaumklebebandes 30 nicht weiter behandelt wird. Das beim Kalandrieren aufgeweichte Polymermaterial schiebt sich in den Spalt 32, so daß in der Druckoberfläche der Polymerplatte 20 eine Vertiefung 22 entsteht.
In einer Alternative des Standes der Technik, bei der Schaumklebeband 30 und Polymerplatte mit partiell überlappenden Kanten ausgebildet sind, wie es in Figur 6 gezeigt ist, fuhrt das Kalandrieren zu einer welligen Druckoberfläche, wie es in Figur 7 mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet ist. Diese Unebenheit ist ebenso unerwünscht wie die Vertiefung in der Darstellung der Figur 5.
Wenn nach dem Stand der Technik mit versetzten Spalten 26, 36 gearbeitet wird, wie es schematisch in der Figur 8 dargestellt ist, wobei aber keine Versiegelungsfolie wie in Figur 1 (dort Bezugszeichen 40) über dem Spalt 36 vorgesehen ist, ergeben sich nach dem Kalandrieren die Verhältnisse gemäß Figur 9. Das Material der Polymerplatte 20 drückt sich zum Teil in den Spalt 36, was zu einer Vertiefung in der Oberfläche der Polymerplatte 20 führt, angedeutet durch den Pfeil B'. Gleichermaßen verbleibt an der Stelle, die durch den Pfeil C bezeichnet ist, eine Vertiefung in der Oberfläche der Polymerplatte 20, da zu wenig Material zur Verfügung gestellt worden ist, um den Spalt 26 vollständig zu schließen. Diese Fehler des Standes der Technik können nur dann ausgeglichen werden, wenn eine stark verlängerte Prozeßdauer zur Verfügung steht, damit bei Kriechtemperaturen des Polymermaterials gearbeitet werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von zylindrischen, endlos-nahtlosen Oberflächen, bei dem bahnförmiges oder plattenförmiges Material (20) um ein zylindrisches Werkstück (10) gelegt und an seinen gegenüberstehenden Kanten verbunden wird, mit den Schritten:
Ablängen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (26); und Aufbringen des Materials (20) auf das zylindrische Werkstück (10);
Ablängen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) auf Untermaß, so daß das Material (20) unter Bildung eines Spaltes (26) auf dem zylindrischen Werkstück (10) aufliegt;
Bewegen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) und des zylindrischen Werkstücks (10) relativ zueinander, wobei durch die Relativbewegung der Spalt (26) zwischen den gegenüberstehenden Kanten geschlossen wird; und
Verbinden der nun aneinanderliegenden Kanten miteinander;
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Werkstück (10) und dem bahnförmigen oder plattenförmigen Material (20) ein Haftkraftgradient erzeugt wird, wobei die Haftkraft im Bereich einer der Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials maximal ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkraftgradient durch eine in Umfangsrichtung in ihrer Stärke reduzierte Klebfläche erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkraftgradient durch eine in Umfangsrichtung ansteigende, durch eine Kalandrierwalze übertragene Kraft erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Werkstück (10) auf einer ersten Temperatur gehalten wird und das bahnförmige oder plattenför- mige Material (20) auf einer zweiten Temperatur gehalten wird, wobei die erste Tem- peratur entsprechend der zu erreichenden Dehnung des bahnförmigen oder plattenför- migen Materials (20) höher ist als die zweite Temperatur, und daß zum Erzeugen der Relativbewegung die erste Temperatur abgesenkt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Umfangsrichtung des zylindrischen Werkstückes (10) wirkende Kraft durch eine Kalandrierwalze erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Werkstück (10) auf eine Temperatur gebracht wird, die oberhalb der beim Kalandrieren zu erwartenden Temperatur liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) bei einer Temperatur unterhalb dessen Schmelztemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur des zylindrischen Werkstückes verbunden werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung durch eine in Umfangsrichtung des zylindrischen Werkstückes (10) wirkende Kraft erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) durch die Relativbewegung insgesamt oder nur im Bereich der gegenüberstehenden Kanten gedehnt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) thermoplastisch ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) duroplastisches Material ist, welches während oder nach der Kalandrierung vernetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kalandrierte Halbzeuge aus extrudierten Folien oder Platten als bahnförmiges oder plattenförmiges Material (20) eingesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) mit einer selbstklebenden Schicht versehen ist, welche elastisch verformbares Trägermaterial aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Spalt (26) Gleitzonen angeordnet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gleitzonen mit einer dehäsiven Beschichtung versehen ist.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des zylindrischen Werkstücks (10) und /oder die dem zylindrischen Werkstück (10) zugewandte Fläche des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) zumindest teilweise mit einem Klebstoff versehen ist.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials ein Klebeband (30) auf die Außenfläche des zylindrischen Werkstückes (10) aufgebracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeband (30) ein Schaumklebeband, ein Klebeband mit Polyurethankleber auf einer Trägerfolie und dergleichen ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeband (30) aus einem Material gewählt wird, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) liegt.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeband (30) aus einem Material gewählt wird, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Schmelztemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) liegt.
21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (36) des Klebebandes (30) mit einer Folie (40) versiegelt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) auf dem Spalt (36) des Klebebandes (30) oder auf die Rückseite des plattenförmigen Materials (20) aufgebracht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (40) eine Dicke von 10 bis 20 μm hat.
24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelungsfolie (40) aus einem Material gewählt wird, welches sich bei der auf sie wirkenden Temperatur nicht plastisch verformt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelungsfolie (40) aus einem Material gewählt wird, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) liegt.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelungsfolie aus einem Material gewählt wird, dessen Glasübergangstemperatur oberhalb der Schmelztemperatur des bahnförmigen oder plattenförmigen Materials (20) liegt.
27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der einander gegenüberstehenden Kanten des bahn- oder plattenförmigen Materials (20) so gestaltet wird, daß deren Übereinanderschieben verhindert wird.
28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) Kondensationskeime enthält, welche Laserstrahlung absorbieren.
29. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensationskeime in einem Anteil von 2 bis 20 Vol.-% vorhanden sind.
30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Werkstück 810) ein Luftzylinder ist, auf den einseitiges Klebeband mit nach außen weisender Klebefläche unter Vorspannung spielfrei aufgebracht wird.
31. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Werkstück (10) ein Luftzylinder ist, auf den eine Trennmittelschicht und darauf ein aushärtbarer Klebstoff aufgebracht wird.
32. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plat- tenförmige Material (20) ein Elastizitätsmodul im Bereich von 500 bis 10.000 N/m aufweist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige oder plattenförmige Material (20) direkt bebildert wird oder mit einer weiteren bildtragenden Schicht versehen wird.
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