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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Bedruckstoff kontaktierenden Elements gemäß Anspruch 1. Weiterhin betrifft die
vorliegende Erfindung ein Bedruckstoff kontaktierendes Element mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7. Gattungsgemäße Elemente
werden unter anderem zum Führen
von Bedruckstoffbogen auf Transportzylinderoberflächen beim
Transport durch Druckmaschinen eingesetzt.
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Es
ist bekannt, in Bogen verarbeitenden Druckmaschinen die Bedruckstoffbogen
kontaktierenden Transportzylinder-Gegendruckzylinder, Umführzylinder,
Transferzylinder oder Wendezylinder – mit strukturierten Oberflächen zu
versehen, welche durch ihre Strukturerhebungen die Bogen sicher
führen
und gleichzeitig durch den geringen Traganteil ein Farbablegen und
Rückspalten
weitgehend vermeiden. Es ist auch bekannt, solche Oberflächen mit farbabweisenden
Beschichtungen zu versehen. Es sind am Markt z. B. verchromte Oberflächen mit
Kalottenstrukturen (Zylinderaufzug „Mark3", vertrieben durch die Heidelberger
Druckmaschinen AG) oder mit Silikon beschichtete Oberflächen auf
Edelstahlblechen mit sehr feinen, durch thermisches Spritzen erzeugten
Strukturen (Zylinderaufzug „PerfectJacket", ebenfalls vertrieben
durch die Heidelberger Druckmaschinen AG) verfügbar.
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In
der
DE 102 02 991
A1 ist eine von Farbe leicht zu reinigende Oberfläche für ein Bauteil,
z. B. eine Papierleitwalze, einer Druckmaschine beschrieben, wobei
die Oberfläche
eine hydrophile Eigenschaft besitzt. Die Oberfläche kann z. B. von einem Metall
mit hydrophilem Charakter, welches eine durch ein galvanisches Verfahren
oder durch elektrolytische oder autokatalytische Abscheidung erzeugte Beschichtung
ist, gebildet sein. Die Oberfläche
kann alternativ von einem oxidischen System mit hydrophilem Charakter,
welches eine durch einen Sol-Gel-Prozess erzeugte Beschichtung ist,
gebildet sein. Die Oberfläche
kann eine spezielle Strukturierung im Mikro- oder Nanometerbereich,
welche z. B. nach der Schichtherstellung mit Hilfe von Laserstrahlung
hergestellt wird, und eine spezielle Oberflächenrauhigkeit aufweisen.
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Alle
bekannten Bedruckstoff führenden Oberflächen unterliegen
einem ständigen
Verschleiß durch
den Bedruckstoff bzw. durch den so genannten Papierstrich. Daher
müssen
solche Oberflächen
gegebenenfalls nach einer bestimmten Anzahl von Druckaufträgen ausgetauscht
werden. Es besteht folglich das Bedürfnis nach möglichst
verschleißfesten
und somit dauerhaften Oberflächen,
welche nur selten ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus besteht das Bedürfnis nach
möglichst
kostengünstig
herzustellenden Oberflächen
bzw. nach möglichst
zeit- und kostengünstigen
Herstellverfahren.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem
Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches die
zeit- und kostengünstige
Herstellung von Bedruckstoff kontaktierenden Elementen ermöglicht.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein gegenüber
dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches
die Herstellung von Bedruckstoff kontaktierenden Elementen mit hoher
Standzeit ermöglicht.
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Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem
Stand der Technik verbessertes Bedruckstoff kontaktierendes Element
zu schaffen, welches die zeit- und
kostengünstig
hergestellt werden kann.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein gegenüber
dem Stand der Technik verbessertes Bedruckstoff kontaktierendes
Element zu schaffen, welches eine hohe Standzeit aufweist.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Bedruckstoff
kontaktierendes Element mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie
aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen eines Bedruckstoff kontaktierenden Elements weist
folgende Verfahrensschritte auf:
- – Erzeugen
einer mikrostrukturierten Oberfläche auf
einem Träger
durch elektrolytisches Oxidieren von Aluminium, und
- – Beschichten
der mikrostrukturierten Oberfläche durch
einen Sol-Gel-Prozess.
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Erfindungsgemäß wird der
Träger
elektrolytisch oxidiert, d. h. eloxiert, und dabei mit einer mikrostrukturierten
Oberfläche
versehen. Durch das Eloxieren kann auf kostengünstige Weise eine strukturierte
Schicht, welche fest mit dem Träger
verbunden ist, erzeugt werden. Daher sind weitere, die Haftung zwischen
Eloxalschicht und Träger
verbessernde Verfahrenschritte bzw. der Einsatz von Haftvermittlern
nicht notwendig und die Zeit und Kosten für die Herstellung der Bedruckstoff
kontaktierenden Elemente können
in vorteilhafter Weise verringert werden.
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Eine
hinsichtlich der Erzeugung einer gewünschten Oberflächenstruktur
vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann sich dadurch auszeichnen, dass vor dem elektrolytischen Oxidieren
von Aluminium eine Vorstrukturierung erfolgt.
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Eine
weitere, hinsichtlich der kostengünstigen Erzeugung einer gewünschten
Oberflächenstruktur
vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann sich dadurch auszeichnen, dass das Vorstrukturieren durch Strahlen,
insbesondere Kugel-, Glasperlen- oder Sandstrahlen, erfolgt.
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Eine
weitere, hinsichtlich der Erzeugung einer gewünschten Oberflächenstruktur
mit definierter Strukturtopografie vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
sich dadurch auszeichnen, dass das Vorstrukturieren durch Laserbearbeitung
erfolgt.
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Eine
weitere vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann sich dadurch auszeichnen, dass der Träger zunächst gereinigt wird.
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Eine
weitere vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann sich dadurch auszeichnen, dass die Reinigung durch Strahlen,
insbesondere Kugel-, Glasperlen- oder Sandstrahlen erfolgt.
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Ein
erfindungsgemäßes Bedruckstoff
kontaktierendes Element mit einem Träger, einer strukturierten Schicht
und einer farbabweisenden Beschichtung, zeichnet sich dadurch aus,
dass die Oberfläche des
Bedruckstoff kontaktierenden Elements eine Eloxalschicht und eine
Sol-Gel-Schicht aufweist.
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Bei
der Herstellung des erfindungsgemäßen Bedruckstoff kontaktierenden
Elements ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie bereits oben mit
Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren
beschrieben wurden.
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Eine
hinsichtlich der Kosten für
das Beschaffen und Bereitstellen des Trägers vorteilhafte und daher
bevorzugte Weiterbildung de erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich dadurch
auszeichnen, dass der Träger
im Wesentlichen aus Aluminium besteht.
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Eine
weitere, hinsichtlich der Erzeugung einer gewünschten Oberflächenstruktur
vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann sich dadurch auszeichnen, dass der Träger eine vorstrukturierte Oberfläche aufweist.
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Im
Rahmen der Erfindung ist auch eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine,
insbesondere Druckmaschine oder Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine
für den
lithographischen Offsetdruck zu sehen, welche sich durch wenigstens
ein wie oben mit Bezug zur Erfindung beschriebenes Bedruckstoff
kontaktierendes Element auszeichnet.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine um
eine Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine für den lithographischen
Offsetdruck – insbesondere
Nassoffsetdruck. Bei dem Bedruckstoff kann es sich um Karton, Folie
oder vorzugsweise Papier handeln. Die Druckmaschine kann im Schöndruck oder
vorzugsweise im Schön-
und Widerdruck betrieben werden. Die Druckmaschine kann den Bedruckstoff
mit ein- oder vorzugsweise mit mehrfarbigen Druckbildern versehen.
Die Druckmaschine kann in Bedruckstofftransportrichtung einen Anleger,
einen Zuführtisch,
mehrere Druckwerke, eine Wendeeinrichtung, weitere Druckwerke, ein
Lackwerk, einen Trockner, eine Pudereinrichtung und/oder einen Ausleger
aufweisen. Die Druckmaschine kann ein Bedienpult und eine Steuereinheit
umfassen.
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Die
beschriebene Erfindung und die beschriebenen, vorteilhaften Weiterbildungen
der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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Die
Erfindung sowie weitere, konstruktiv und funktionell vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf
die zugehörigen
Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Bedruckstoff
kontaktierendes Element gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel,
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2 einen
Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel,
und
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3 eine
schematische Schnittansicht einer Bogenrotationsdruckmaschine.
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In
den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils
denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
eine schematische Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Bedruckstoff
kontaktierendes Element 1 bzw. eine Bedruckstoff kontaktierende
Oberfläche 1 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
gezeigt. Die linke Seite der 1 zeigt
einen Träger 2 mit
einer Dicke 2',
bevorzugt eine Aluminiumfläche
oder ein Aluminiumblech, vor einem Verfahrensschritt des Strukturierens 13 (siehe
auch 2). Die linke Seite der 1 zeigt den
Träger 2 nach
dem Verfahrensschritt des Strukturierens 13.
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Die
Dicke 1' des
Bedruckstoff kontaktierenden Elements 1 ist – in Folge
des Verfahrensschritts des Strukturierens 13 und des damit
einhergehenden Materialauftrags – größer als die Dicke 2' des Trägers 2 vor
dem Verfahrensschritt des Strukturierens 13. Eine erfindungsgemäß auf dem
Träger 2 erzeugte und
an ihrer Außenoberfläche strukturierte,
insbesondere mikrostrukturierte, d. h. Strukturerhebungen im Mikrometermaßstab aufweisende
Eloxalschicht 3 wächst
zu einem bestimmten Anteil, bevorzugte etwa ein Drittel ihrer Dicke 3', in den Träger 2 hinein – ein weiterer
bestimmter Anteil, bevorzugt etwa zwei Drittel ihrer Dicke 3', wächst aus
dem Träger 2 heraus. Durch
das Einwachsen ist in vorteilhafter Weise eine besonders gute Haftung
der mikrostrukturierten Schicht 3 auf dem Träger 2 gegeben
und zusätzliche zeit-
und kostenintensive Verfahrensschritte zur Haftungsverbesserung
können
somit eingespart werden.
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Die
Dicke 3' der
Eloxalschicht 3 beträgt
bevorzugt zwischen etwa 10 und etwa 50 Mikrometer. Die Harte der
Eloxalschicht 3 beträgt
bevorzugt bis etwa 500 HV 0,025 (Härteprüfung nach Vickers).
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Auf
der Eloxalschicht 3 ist eine farbabweisende Schicht bzw.
Beschichtung 4 aufgebracht bzw. angeordnet. Die farbabweisende
Beschichtung 4 wird durch einen Verfahrensschritt 15 des Sol-Gel-Beschichtens
erzeugt und in dieser Anmeldung als Sol-Gel-Schicht 4 bezeichnet.
Die Sol-Gel-Schicht 4 wirkt sich auf die Strukturierung
der Oberfläche
des Bedruckstoff kontaktierenden Elements 1 nur unwesentlich
aus, gegebenenfalls wird diese Strukturierung etwas geglättet.
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2 zeigt
einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Optionale, d. h. wahlweise durchführbare Verfahrensschritte sind
in 2 gestrichelt dargestellt.
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In
Verfahrensschritt 10 wird der Träger 2 zur nachfolgenden
Behandlung bereitgestellt. In Verfahrensschritt 11 wird
der Träger 2,
insbesondere seine zu strukturierende Außenoberfläche, gereinigt, um anhaftenden
Schmutz und die natürliche
Oxidschicht zu entfernen. Das Reinigen 11 kann beispielsweise durch
Strahlen, insbesondere Kugel-, Glasperlen- oder Sandstrahlen, erfolgen.
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In
Verfahrensschritt 13 wird der Träger 2 strukturiert
oder aufgeraut, indem die Oberfläche
des Trägers 2 durch
Eloxieren 14 mit einer bevorzugt mikrostrukturierten oder
mikrorauen Eloxalschicht 3, d. h. mit einer elektrolytisch
oxidierten Aluminiumschicht (Al2O3), versehen wird. Hierzu wird der Träger 2,
welcher bevorzugt im Wesentlichen aus Aluminium besteht, in einem
elektrolytischen Bad behandelt. Beispielsweise kann der Träger 2 zum
Eloxieren in ein Schwefelsäure-
oder Oxalsäurebad
getaucht und als Anode geschaltet werden. Durch die Eloxalschicht 3 ist
die Außenoberfläche des
Trägers 2 zudem
gegen Korrosion geschützt.
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Wahlweise
kann der Träger 2 vor
dem Eloxieren 14 auch zusätzlich in einem Verfahrensschritt des
Vorstrukturierens 12 mechanisch aufgeraut und dadurch vorstrukturiert
werden – bevorzugt
durch Strahlen, insbesondere Kugel-, Glasperlen- oder Sandstrahlen,
erfolgen. Die Verfahrensschritte 11 und 12 können daher
zweckmäßigerweise
auch zu einem Reinigungs- und Vorstrukturierungsschritt zusammengefasst
werden. Alternativ kann die Vorstrukturierung auch durch Laserbearbeitung
erfolgen, wobei eine bestimmte (Vor-) Struktur bzw. ein bestimmtes
(Vor-) Profil gezielt erzeugt werden kann.
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Nachdem
die Oberfläche
des Trägers 2 mit der
Eloxalschicht 3 versehen ist, wird zur Verbesserung der
farbabweisenden Oberflächeneigenschaft und
zum Verschließen
von Poren in der Oberfläche
in Verfahrensschritt 15 eine Sol-Gel-Schicht 4 aufgebracht,
bevorzugt durch Aufsprühen
und anschließendes
Trocknen. Die Sol-Gel-Schicht 4 kann auch als Doppelschicht
durch zweifaches Sol-Gel-Beschichten aufgebaut sein. Vorzugsweise
wird ein Nano-Sol verwendet, beispielsweise Polysiloxan, Polysilan
oder Polysilazan.
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Die
Rückseite
des Trägers 2 kann
in Verfahrensschritt 16 wahlweise geschliffen werden, um
die Dicke des Bedruckstoff kontaktierenden Elements 1 auf
ein bestimmtes Maß einzustellen.
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Erfindungsgemäße Bedruckstoff
kontaktierende Elemente 1 können als Bleche beispielsweise auf
Gegendruckzylindern, Umführzylindern,
Transferzylinder oder Wendezylinder aufgespannt werden. Alternativ
können
die Oberflächen
von Aluminiumzylindern mit dem beschriebenen Verfahren strukturiert werden.
Auch die Wirkflächen
von Bedruckstoffgreifern können
mit dem beschriebenen Verfahren strukturiert werden.
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In 3 ist
eine erfindungsgemäße Bogenrotationsdruckmaschine 100 für den lithographischen Offsetdruck
gezeigt. Die Druckmaschine 100 weist in Bogentransportrichtung
einen Bogenanleger 110, einen Zuführtisch 120, mehrere,
beispielsweise zwei Druckwerke 130a und 130b (oder
beispielsweise vier, sechs oder acht), ein Lackwerk 140 und
einen Bogenausleger 150 auf. Die Bedruckstoffbogen 111 werden
im Anleger 110 von einem Anlagestapel 112 entnommen,
als Schuppenstrom über
den Zuführtisch 120 und
einzeln dem ersten Druckwerk 130a zugeführt. Die Druckwerke 130a und 130b umfassen jeweils
einen Druckformzylinder 131, einen Übertragungszylinder 132 und
einen Gegendruckzylinder 133, sowie ein Farbwerk 135 und
ein Feuchtwerk 136. Zwischen den Druckwerken 130a und 130b ist ein
Transferzylinder 134, der auch als Wendezylinder ausgeführt sein
kann, angeordnet. Vom letzten Druckwerk 130b werden die
Bogen an eine Fördereinrichtung 151 des
Auslegers 150 übergeben.
Die Bogen werden zum Trocknen an einem Trockner 152 und
zum Bepudern an einer Pudereinrichtung 153 vorbei gefördert und
auf einem Auslagestapel 154 des Auslegers 150 abgelegt.
Die Druckmaschine 100 wird über eine Steuereinheit 160 gesteuert.
Die Transferzylinder 134 oder weitere Zylinder des Bogentransports
können
mit Bedruckstoff kontaktierenden Elementen 1, beispielsweise
Zylinderaufzügen, versehen
sein.
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- 1
- Bedruckstoff
kontaktierendes Element
- 1'
- Dicke
des Bedruckstoff kontaktierenden Elements
- 2
- Träger
- 2'
- Dicke
des Trägers
- 3
- Eloxalschicht
- 3'
- Dicke
der Eloxalschicht
- 4
- farbabweisende
Sol-Gel-Schicht
- 10
- Verfahrensschritt
Bereitstellen
- 11
- Verfahrensschritt
Reinigen
- 12
- Verfahrensschritt
Vorstrukturieren
- 13
- Verfahrensschritt
Strukturierung
- 14
- Verfahrensschritt
Eloxieren
- 15
- Verfahrensschritt
Sol-Gel-Beschichten
- 16
- Verfahrensschritt
Schleifen
- 100
- Druckmaschine
- 110
- Bogenanleger
- 111
- Bedruckstoffbogen
- 112
- Anlagestapel
- 120
- Zuführtisch
- 130a,
130b
- Druckwerke
- 131
- Druckformzylinder
- 132
- Übertragungszylinder
- 133
- Gegendruckzylinder
- 134
- Transferzylinder
- 135
- Farbwerk
- 136
- Feuchtwerk
- 140
- Lackwerk
- 150
- Bogenausleger
- 151
- Fördereinrichtung
- 152
- Trockner
- 153
- Pudereinrichtung
- 154
- Auslagestapel
- 160
- Steuereinheit