WO2008017700A1 - Gummiwalzen mit rauer oberfläche - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to rubber-coated ink transfer rollers, processes for their preparation and their use.
  • Ink units in offset printing presses are often equipped with film inking units.
  • the ink feed takes place continuously from the ink fountain via the ink ductor to the adjacent film roller.
  • Between the ink fountain roller and the film roller is a gap of about 0.04 to 0.10 mm.
  • a rubberized (rubber-coated) ink transfer roller in the hardness range of 20-80 Shore A is employed on the film roller.
  • Rubberized ink rollers in offset printing generally have a smooth surface with average surface roughness Rz of ⁇ 20 microns, typically ⁇ 10 microns.
  • EP 0 662 394 A1 relates to a pressure roller with grooves, by means of which a diamond pattern is formed.
  • the roller described therein is employed in an inking unit to a ductor and corresponds to a film roller.
  • DE 71 41 940 relates to a fountain roller for inking units.
  • the fountain roller has crosswise depressions so that diamond-shaped surfaces are created.
  • Object of the present invention was to avoid the problems mentioned, in particular to reduce the problem of paint spraying or color fogging.
  • the surface of the rubber-coated ink transfer roller has an average roughness depth Rz of 30 to 80 ⁇ m and a maximum roughness depth R max of 40 to 120 ⁇ m.
  • the rubber-coated ink transfer roller has a free specific volume Vi between 0.001 and 0.1 mm 3 / mm 2 .
  • the rubber-coated ink transfer roller has a free specific volume V 2 between 0.02 and 1.5 mm 3 / mm 2 .
  • the roughness depths are measured with a roughness measuring instrument using the stylus method (Perthometer) according to DIN EN ISO 4287.
  • the average surface roughness is in the range of 40 to 60 microns and / or the maximum surface roughness between 60 and 100 microns.
  • a suitable method for producing such ink transfer rollers is based on the processing of a rubber-coated roller with a hedgehog cutter. As a result, the uppermost rubber layer is removed, and it remains an irregular structure, which partially has a scale-like appearance (see Figure 1).
  • the structures according to the invention are rough and uneven.
  • the structure is scaly and random. It contains no superordinate structures such as grooves or diamonds.
  • Suitable rubber materials for the ink transfer roller are acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), chloroprene rubber. rubber (CR), epichlorohydrin rubber (ECO), styrene-butadiene rubber (SBR), as well as copolymers and blends.
  • the ink transfer roller has a core of a dimensionally stable material, for example made of steel, aluminum or carbon fiber reinforced plastics (CFRP) or glass fiber reinforced plastics (GRP).
  • CFRP carbon fiber reinforced plastics
  • GFP glass fiber reinforced plastics
  • the free volumes Vi and V 2 can be measured with an RFT MicroProf ® with chromatic sensor (CWL).
  • CWL chromatic sensor
  • the samples are illuminated with focused white light.
  • the sensor measures the wavelength-dependent (chromatic) distribution of the reflected light and uses this to determine the absolute height information.
  • a surface topography is obtained as a quantitatively present data field so that any distances, heights and angles, roughnesses and undulations as well as flatnesses in images can be measured after the measurement.
  • the volumes Vi and V 2 which can be calculated from the topographical recordings are suitable for characterizing the surfaces.
  • the filling volume Vi is the filling volume from the lowest measuring point to the height of the middle level, which in this case is assigned to the height value 0.
  • the filling volume V 2 is determined from the lowest to the highest measuring point within a topographic image.
  • FIG. 2 schematically shows the differences between the filling volumes Vi and V 2 .
  • the calculated volumes are presented by means of the gray area.
  • the subject matter is also the use of a rubber-coated roller with an average roughness R z of 30 to 80 microns and a maximum surface roughness R ma ⁇ from 40 to 120 microns as ink transfer roller, especially in offset printing process.
  • R z average roughness of 30 to 80 microns
  • R ma ⁇ maximum surface roughness from 40 to 120 microns
  • Another embodiment of the invention is an inking unit containing the ink transfer roller according to the invention.
  • FIG. 1 shows a topographic image of the surface with a chromatic sensor (CWL).
  • CWL chromatic sensor
  • Figure 2 shows the difference between the free volumes Vi (left) and V 2 (right).
  • FIG. 3 shows schematically parts of an inking unit. This comprises a Farbduk- gate 1, a film roller 2 and a ink transfer roller 3.
  • a fountain roller 5 and a paint box 6 with a color 7 is additionally shown.
  • a paint transfer roller having a diameter of 105 mm and a length of 1035 mm with a core of steel and an NBR coating was processed with a single grit rubber hog wheel. For this purpose, the following processing conditions were met.
  • the roughness depth was measured on the roller thus obtained.
  • the R max value was 80 ⁇ m, an average roughness R z was about 52 ⁇ m.
  • Vi was 0.012 mm 3 / mm 2 , V 2 was 0.191 mm 3 / mm 2 . It is important that feed marks are avoided by a uniform processing.

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Abstract

Gummibeschichtete Farbübertragwalze im Härtebereich von 20-80 Shore A mit einer gummierten Oberfläche mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 30 bis 80 µm, einer maximalen Rautiefe Rmax von 40 bis 120 µm, einem freien spezifischen 5 Volumen V1 zwischen 0,001 und 0,1 mm3/mm2 und einem freien spezifischen Volumen V2 zwischen 0,02 und 1,5 mm3/mm2.

Description

Gummiwalzen mit rauer Oberfläche
Die vorliegende Erfindung betrifft gummibeschichtete Farbübertragwalzen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Farbwerke in Offsetdruckmaschinen sind häufig mit Filmfarbwerken ausgestattet. Hier erfolgt die Farbzuführung kontinuierlich aus dem Farbkasten über den Farb- duktor auf die benachbarte Filmwalze. Zwischen dem Farbduktor und der Filmwalze befindet sich ein Spalt von etwa 0,04 bis 0,10 mm. Zum Transport der Druckfarbe in das Walzensystem des Farbwerks ist an die Filmwalze eine gummierte (gummibeschichtete) Farbübertragwalze im Härtebereich von 20-80 Shore A angestellt. Gummierte Farbwalzen im Offsetdruck weisen in der Regel eine glatte Oberfläche mit gemittelten Rautiefen Rz von < 20 μm, typischerweise < 10 μm auf.
EP 0 662 394 Al betrifft eine Druckwalze mit Rillen, durch die ein Rautenmuster gebildet wird. Die dort beschriebene Walze wird in einem Farbwerk an einen Duktor angestellt und entspricht einer Filmwalze.
DE 71 41 940 betrifft eine Tauchwalze für Farbwerke. Die Tauchwalze weist kreuzweise Vertiefungen aus, so dass rautenförmige Flächen entstehen.
Typischerweise liegt im Bereich der Zuführung der Druckfarbe eine höhere Farbschichtdicke vor als im weiteren Verlauf des Farbwerks. Dabei tritt zwischen dem Farbduktor und der Filmwalze ein Farbspritzen auf, insbesondere an den auslaufenden Walzenspalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die genannten Probleme zu vermeiden, insbesondere das Problem des Farbspritzen bzw. Farbvernebelns zu reduzieren.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich dies Problem reduzieren lässt, wenn eine gummibeschichtete Farbübertragwalze eingesetzt wird, die eine raue Oberfläche aufweist. Diese hat die Eigenschaft den Farbfilm effektiver von der Filmwalze ins Farbwerk zu fördern. Aufgrund dieser Tatsache kann das Farbangebot - also die Farbschichtdicke der Filmwalze - reduziert werden, was sich positiv auf das Problem des Nebeins und Farbspritzens auswirkt.
Erfindungsgemäß weist die Oberfläche der gummibeschichteten Farbübertragwalze eine gemittelte Rautiefe Rz von 30 bis 80 μm und eine maximale Rautiefe Rmax von 40 bis 120 μm auf.
Bevorzugt weist die gummibeschichtete Farbübertragwalze ein freies spezifisches Volumen Vi zwischen 0,001 und 0,1 mm3/mm2 auf.
Es ist bevorzugt, dass die gummibeschichtete Farbübertragwalze ein freies spezifisches Volumen V2 zwischen 0,02 und 1,5 mm3/mm2 aufweist.
Gemessen werden die Rautiefen mit einem Rauheitsmessgerät im Tastschnittverfahren (Perthometer) nach DIN EN ISO 4287.
Bevorzugt liegt die mittlere Rautiefe im Bereich von 40 bis 60 μm und/oder die maximale Rautiefe zwischen 60 und 100 μm.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung solcher Farbübertragwalzen beruht auf der Bearbeitung einer gummibeschichtete Walze mit einem Igelfräser. Hierdurch wird die oberste Gummischicht entfernt, und es verbleibt eine unregelmäßige Struktur, die teilweise eine schuppenartige Erscheinung hat (siehe Figur 1).
Die erfindungsgemäßen Strukturen sind rau und ungleichmäßig. Die Struktur ist schuppig und zufällig. Sie enthält keine übergeordneten Strukturen wie Rillen oder Rauten.
Geeignete Gummi-Materialien für die Farbübertragwalze sind Acrylnitril-Butadien- Kautschuk (NBR), hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), Chloropren- kautschuk (CR), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) sowie Copolymere und Mischungen.
Die Farbübertragwalze hat einen Kern aus einem formstabilen Material, beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) oder glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK).
Die freien Volumina Vi und V2 können z.B. mit einem RFT MicroProf® mit chromatischem Sensor (CWL) gemessen werden. Hierzu werden die Proben mit fokus- siertem Weißlicht beleuchtet. Der Sensor misst die wellenlängenabhängige (chromatische) Verteilung des reflektierten Lichtes und ermittelt aus dieser die absolute Höheninformationen.
Durch dieses Messprinzip werden die sonst bei optischen Verfahren üblichen Messfehler durch Kanteneffekte vermieden. Man erhält eine Oberflächentopographie als quantitativ vorliegendes Datenfeld, so dass nach der Messung beliebige Abstände, Höhen und Winkel, Rauheiten und Welligkeiten wie auch Ebenheiten in Bildern vermessen werden können.
Zur Charakterisierung der Oberflächen eignen sich insbesondere die Volumina Vi und V2, die aus den Topographieaufnahmen berechnet werden können. Dabei ist das Füllvolumen Vi das Füllvolumen vom tiefsten Messpunkt bis zur Höhe der mittleren Ebene, der in diesem Fall dem Höhenwert 0 zugeordnet wird. Das Füll- volumen V2 wird vom tiefsten bis zum höchsten Messpunkt innerhalb einer Topographieaufnahme bestimmt.
Die Figur 2 zeigt schematisch die Unterschiede zwischen den Füllvolumina Vi und V2. Die berechneten Volumen werden mittels der grauen Fläche präsentiert.
Gegenstand ist auch die Verwendung einer gummibeschichteten Walze mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 30 bis 80 μm und einer maximalen Rautiefe Rmaχ von 40 bis 120 μm als Farbübertragwalze, insbesondere im Offsetdruckverfahren. - A -
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Farbwerk, das die erfindungsgemäße Farbübertragwalze enthält.
Figur 1 zeigt eine topographische Aufnahme der Oberfläche mit einem chromatischen Sensor (CWL).
Figur 2 zeigt den Unterschied zwischen den freien Volumina Vi (links) und V2 (rechts).
Figur 3 zeigt schematisch Teile eines Farbwerks. Dieses umfasst einen Farbduk- tor 1, eine Filmwalze 2 und eine Farbübertragwalze 3. In der Figur ist zusätzlich eine Tauchwalze 5 und ein Farbkasten 6 mit einer Farbe 7 gezeigt.
Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel näher erläutert.
Beispiel
Eine Farbübertragwalze mit einem Durchmesser von 105 mm und einer Länge von 1035 mm mit einem Kern aus Stahl und einer NBR-Beschichtung wurde mit einem Igelfräser (Single grit rubber hog wheel) bearbeitet. Dazu wurden folgende Bearbeitungsbedingungen eingehalten.
Figure imgf000005_0001
An der so erhaltenen Walze wurde die Rautiefe gemessen. Der Rmax-Wert betrug 80 μm, eine gemittelte Rautiefe Rz lag bei etwa 52 μm. Vi betrug 0,012 mm3/mm2, V2 betrug 0,191 mm3/mm2. wichtig ist, dass durch eine gleichmäßige Bearbeitung Vorschubmarkierungen vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Gummibeschichtete Farbübertragwalze im Härtebereich von 20-80 Shore A mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 30 bis 80 μm, einer maximalen Rautie- fe Rmax von 40 bis 120 μm, einem freien spezifischen Volumen Vi zwischen 0,001 und 0,1 mm3/mm2 un<j einem freien spezifischen Volumen V2 zwischen
0,02 und 1,5 mm3/mm2.
2. Farbübertragwalze nach Anspruch 1, erhältlich durch ein Verfahren, bei dem die Oberflächenstruktur einer gummibeschichteten Farbübertragwalze mit einem Igelfräser bearbeitet wird.
3. Farbübertragwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummibeschichtung ausgewählt wird aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), Chloroprenkaut- schuk (CR), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) sowie Copolymeren und Mischungen davon.
4. Farbübertragwalze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern der Walze aus Stahl, Aluminium oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) oder glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) besteht.
5. Färb Übertrag walze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Volumen Vi zwischen 0,003 und 0,05 mm3/mm2 liegt.
6. Färb Übertrag walze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Volumen V2 zwischen 0,06 und 1,0 mm3/mm2 liegt.
7. Verfahren zur Herstellung einer Farbübertragwalze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 mit folgenden Schritten : - Bearbeiten einer gummibeschichteten Walze mit einem Igelfräser.
8. Verwendung einer Farbübertragwalze nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 als Farbübertragwalze.
9. Verwendung nach Anspruch 8 in einem Offsetdruckverfahren.
10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9 zur Reduzierung des Farbspritzens und/oder Farbnebelns.
11. Farbwerk mit mindestens einem Farbduktor (1), einer daran angestellten Filmwalze (2) und einer daran angestellten Farbübertragwalze (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Farbübertragwalze (3) eine Farbübertragwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ist.
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