DE19756327A1 - Form für das rotative Bedrucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Materialien und Verfahren zur Herstellung der Form - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Form für das rotative Be­ drucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Mate­ rialien, wobei auf einen Träger mit einer zylindrischen Mantelfläche eine Elastomerschicht aufgebracht ist, die nach Aushärtung an ihrem Außenumfang zu einer zylindri­ schen Form bearbeitet und graviert ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Form für das rotative Bedrucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Materialen, wobei auf einen Träger mit einer zylindrischen Mantelfläche eine Elastomerschicht aufgebracht wird, die nach Aushärtung an ihrem Außenum­ fang zu einer zylindrischen Form bearbeitet und graviert wird.

Formen der eingangs genannten Art werden für unterschied­ liche Anwendungen eingesetzt. Bei einer Ausführung als Druckform, z. B. für den Hochdruck, insbesondere Flexo­ druck, bildet die äußere Oberfläche der gravierten Ela­ stomerschicht die farbübertragende Fläche. Aus diesem Grund werden an die Elastomerschicht und ihre Oberfläche vielfältige Anforderungen gestellt; beispielsweise muß sie eine ausreichende Beständigkeit gegen gegebenenfalls in der Druckfarbe enthaltene Lösemittel, ein gutes dyna­ misches Verhalten und Farbübertragungsverhalten sowie ein geringes Quellen unter der Einwirkung der Druckfar­ ben aufweisen und schnell und einfach nach einem Druck­ vorgang von der Druckfarbe gereinigt werden können. Ganz ähnlich sind die Anforderungen, wenn die Form für Be­ schichtungsvorgänge, beispielsweise als Übertragungswal­ ze für den Flachdruck, insbesondere Offsetdruck, einge­ setzt wird. Unter dem Begriff "Beschichtung" soll hier insbesondere die Übertragung von Druckfarben innerhalb von Druckvorgängen, insbesondere beim Flexodruck, sowie das Übertragen von z. B. Lacken oder Klebstoffen auf bahn­ förmige Materialien verstanden werden. Dabei ist je nach Bedarf sowohl eine vollflächige Übertragung als auch eine Übertragung nur auf ausgewählten Flächenbereichen denkbar. Bei einer Verwendung der Form als Prägeform muß die Elastomerschicht insbesondere eine gute Formbestän­ digkeit und Verschleißfestigkeit auch noch bei den bei Prägeprozessen auftretenden üblichen Temperaturen des zu prägenden Materials sowie ein gutes Trennverhalten auf­ weisen, um bahnförmige Materialien mit ausreichender Wirtschaftlichkeit mit Prägungen versehen zu können. Un­ abhängig von der vorgesehenen Verwendung der Form muß in jedem Fall die Elastomerschicht gut gravierbar sein. Die bahnförmigen Materialien, die mit solchen Formen be­ druckt, beschichtet oder mit Prägungen versehen werden, können beispielsweise Papier- oder Textilbahnen, Metall- oder Kunststoffolien oder aus verschiedenen Stoffen zu­ sammengesetzte Verbundmaterialien sein.

Bisher können Elastomerschichten, die sämtliche vorge­ nannten Anforderungen an die Form ausreichend gut erfül­ len, nur durch eine Vulkanisation von Elastomercompounds unter Druck und bei hoher Temperatur auf druck- und tem­ peraturstabilen Trägern hergestellt werden. Die für die Vulkanisation erforderlichen Drücke und Temperaturen, in der Praxis mindestens 140°C, machen die Vorhaltung ent­ sprechender Einrichtungen, insbesondere Autoklaven, für die Herstellung der Formen erforderlich, wobei insbeson­ dere große Druckformen, deren Länge bis zu mehrere Meter und deren Umfang bis zu etwa 2 m betragen kann, sehr auf­ wendige Einrichtungen erfordern. Dadurch fallen entspre­ chend hohe Anlagen- und Energiekosten für die Herstel­ lung der Formen an. Zusätzlich fällt die relativ lange Vulkanisationszeit von 12 Stunden oder mehr je Form nega­ tiv ins Gewicht. Da auch der Träger, auf den die Elasto­ merschicht aufgebracht wird, den bei der Vulkanisation auftretenden Drücken und Temperaturen über die erforder­ liche Zeit schadlos standhalten muß, ist man bei der Materialauswahl für den Träger erheblich eingeschränkt, nämlich auf zugleich ausreichend druck- und temperatur­ stabile Stoffe. Damit kommen in der Praxis fast nur noch metallische Träger infrage, während Träger aus Kunst­ stoff, die an sich wegen ihres geringeren Gewichtes zu bevorzugen wären, kaum eingesetzt werden können. Ledig­ lich hochwertige glasfaserverstärkte Kunststoffe sind in der Lage, den bei der Vulkanisation auftretenden Drücken und Temperaturen über die erforderliche Zeitdauer stand­ zuhalten. Aus solchen glasfaserverstärkten Kunststoffen lassen sich zwar hohlzylindrische, leichte Träger her­ stellen, auf die die Elastomerschicht aufvulkanisierbar ist, jedoch tritt hier der Nachteil auf, daß die mögli­ che Dickenvariation der Träger sehr begrenzt ist. Es können deshalb nur relativ geringe Rapportlängenbereiche bei hohlzylindrischen Formen mit einem bestimmten Innen­ durchmesser für einen bestimmten festen Kernwalzen-Außen­ durchmesser abgedeckt werden. In der Praxis führt dies dazu, daß in Betrieben, die die Formen einsetzen, nach­ teilig eine sehr große Zahl von unterschiedlichen Kern­ walzen bereitgehalten werden muß. Diese Kernwalzen sind teuer und benötigen viel Lagerraum.

In der eigenen älteren, nicht vorveröffentlichten DE-Patentanmeldung 197 25 749.2 ist ein Verfahren zur Her­ stellung einer nahtlosen Druckform für den rotativen Hochdruck, insbesondere Flexodruck, beschrieben, wobei auf einem Träger mit einer zylindrischen Mantelfläche eine Elastomerschicht aufgebracht wird, die nach Aushär­ tung gravierbar ist, wobei zur Bildung der Elastomer­ schicht ein kalthärtendes Silikonpolymer oder Silikon­ fluorpolymer verwendet wird. Aufgrund der Verwendung kalthärtender Werkstoffe für die Bildung der Elastomer­ schicht benötigt dieses Verfahren für seine Ausführung den geringstmöglichen technischen Aufwand, so daß die Herstellung von Formen nach diesem Verfahren relativ kostengünstig ist. Allerdings müssen bei der Durchfüh­ rung des Verfahrens relativ lange Aushärtezeiten der Elastomerschicht in Kauf genommen werden, wobei die Aus­ härtezeit in der Praxis mehrere Stunden beträgt. Dieser hohe Zeitaufwand für die Aushärtung der Elastomerschicht führt dazu, daß nur eine begrenzte Produktivität mit dem Verfahren erreichbar ist oder daß sehr viel Lagerraum vorgehalten werden muß, der zur Aufnahme der Formen dient, bei denen die Aushärtung der Elastomerschicht noch nicht erfolgt ist.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Form der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, deren Elastomerschicht schnell, einfach, kostengün­ stig und mit den für den konkreten Einsatzfall jeweils geforderten Eigenschaften herstellbar ist und bei der für den Träger unterschiedliche, auch leichte Materia­ lien verwendbar sind. Weiter stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Herstellung einer Form für das rotative Be­ drucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Mate­ rialien möglich ist, das bei seiner Ausführung keinen hohen Anlagenaufwand benötigt und das bei den für den Träger verwendbaren Materialien eine größere Auswahl bie­ tet. Dabei sollen mit dem Verfahren auch hülsenförmige Formen herstellbar sein, bei denen mit einer bestimmten Kernwalze ein großer Rapportlängenbereich abgedeckt wer­ den kann, d. h. bei denen die Dicke der Form in relativ großen Bereichen variieren kann.

Die Lösung des ersten Teils der gestellten Aufgabe ge­ lingt erfindungsgemäß durch eine Form der eingangs ge­ nannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Elastomerschicht aus einem heißhärtenden Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Silikonpolymer gebildet ist.

Die Lösung des verfahrensbezogenen Teils der Aufgabe ge­ lingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht ein heiß­ härtendes Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Silikon­ polymer verwendet wird.

Unter "heißhärtend" soll hier und im folgenden verstan­ den werden, daß die bei der Werkstoffhärtung auftreten­ den und/oder anzuwendenden Temperaturen zwischen etwa 80°C und 250°C liegen.

Es hat sich gezeigt, daß auch die genannten heißhärten­ den Werkstoffe für die Erzeugung einer Elastomerschicht einer Form für das rotative Bedrucken, Beschichten oder Prägen bahnförmiger Materialien geeignet sind, die alle gestellten Anforderungen erfüllt. Der wesentliche Vor­ teil der erfindungsgemäßen Form und des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens liegt darin, daß eine sehr gute Qualität der Elastomerschicht bei sehr kurzen Fertigungszeiten erreicht wird. Trotz der Verwendung heißhärtender Werk­ stoffe entfallen weitgehend temperaturbedingte Einschrän­ kungen bei der Auswahl der Materialien für den Träger, weil die für die Heißhärtung erforderliche Temperatur nur für jeweils relativ kurze Zeit angewendet werden muß. Deshalb können für den Träger auch hier Materia­ lien zur Verwendung kommen, die bisher für diesen Ein­ satzzweck als ausgeschlossen galten. Hier sind insbeson­ dere Kunststoffe zu nennen, die wegen ihrer im Vergleich zu Metallen geringen Wärmebeständigkeit auf diesem Ge­ biet der Formenherstellung früher nicht eingesetzt wur­ den. Die Verwendung von Kunststoffen anstelle von Metal­ len für den Träger liefert erhebliche Gewichtsreduzie­ rungen, was den Transport und die Handhabung der Formen wesentlich erleichtert. Weiterhin ist als Vorteil zu nennen, daß bei der Herstellung von hülsenförmigen Trä­ gern und Formen die Träger mit sehr unterschiedlichen Wanddicken hergestellt werden können, so daß bei Vorgabe eines bestimmten Innendurchmessers des Trägers sehr vie­ le unterschiedliche Rapportlängen abgedeckt werden kön­ nen. Dadurch wird beim Benutzer der hülsenförmigen For­ men die Zahl der vorzuhaltenden Kernwalzen reduziert. Gleichzeitig bleibt aber auch die Möglichkeit bestehen, metallische Träger zu verwenden, da die Elastomerschicht aus den genannten heißhärtenden Werkstoffen sowohl auf einem Träger aus Kunststoff als auch auf einem Träger aus Metall nach ihrer Aushärtung mit für den betrieb­ lichen Einsatz völlig ausreichender Haltbarkeit haftet.

Bevorzugt sind die Formen nahtlose Formen; alternativ kann die Elastomerschicht auch zunächst flach herge­ stellt und dann rundgebogen auf den Träger aufgebracht, z. B. aufgeklebt, sein.

Wenn der Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht in Form eines Einkomponentenwerkstoffs eingesetzt wird, ist er relativ einfach handhabbar und seine Vorhaltung, Auf­ bereitung und Auftragung auf den Träger erfordert nur einen relativ geringen technischen Aufwand. Andererseits müssen bei Einkomponentenwerkstoffen in der Regel kürze­ re Lagerfähigkeitszeiten in Kauf genommen werden.

Alternativ kann der Werkstoff auch in Form eines Zweikom­ ponentenwerkstoffs eingesetzt werden. Hierdurch werden vorteilhaft längere Lagerfähigkeitszeiten ermöglicht, was eine höhere Produktivität erlaubt und geringere Her­ stellungskosten für die Form ermöglicht. Andererseits erfordert der Einsatz von Zweikomponentenwerkstoffen einen etwas höheren technischen Aufwand für ihre Aufbe­ reitung und Aufbringung, was sich aber bei der Fertigung von großen Stückzahlen von Formen schnell amortisiert.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht in einem flüssigen oder pastösen Zustand auf den Träger aufgebracht wird. Durch diesen Zustand des Werkstoffs während seines Aufbringens auf den Träger wird eine einfache Handhabung erreicht, was einer hohen Produktivität des Verfahrens und damit des­ sen Wirtschaftlichkeit zugute kommt.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß bei einkompo­ nentigem Werkstoff dieser in einer Einkomponenten-Dosier­ anlage verarbeitet wird und daß bei zweikomponentigem Werkstoff dessen Komponenten in einer Mehrkomponenten- Dosier- und -Mischanlage verarbeitet und aufbereitet werden. Die Verwendung einer derartigen Anlage macht die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens technisch vergleichsweise einfach und zuverlässig und bietet einen kostengünstigen und gefahrenarmen Betrieb und damit eine entsprechend kostengünstige Ausführung des Verfahrens. Für den Mischvorgang kann wahlweise ein dynamisches, an­ getriebenes Mischelement oder ein statischer Mischer Ver­ wendung finden.

Weiter sieht das Verfahren vor, daß der Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht im Rotationsgießverfahren auf die Mantelfläche des Trägers aufgebracht wird. Das Rotationsgießverfahren für das Aufbringen der Elastomer­ schicht auf den Träger ist deshalb besonders vorteil­ haft, weil es keinerlei Gießformen erfordert und so mit einfachen Mitteln die Herstellung einer nahtlosen Form ermöglicht. Rotationsgießanlagen sind an sich dem Fach­ mann bekannt, z. B. aus der Beschichtungstechnik.

Um beim Aufgießen des die Elastomerschicht bildenden Werkstoffs auf die Mantelfläche des Trägers eine mög­ lichst gleichmäßige und reproduzierbare Schichtdicke zu erzielen, ist bevorzugt vorgesehen, daß das Aufgießen in Form eines eine Schraubenlinie beschreibenden raupenför­ migen Werkstoffstranges erfolgt. Die Schraubenlinienform läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß der Träger um seine Längsmittelachse gedreht wird und daß der Träger und die den Materialstrang ausgebende Vorrich­ tung oder Anlage in Längsrichtung des Trägers relativ zu­ einander verschoben werden. Für die Verfahrensausführung genügen hier einfache Vorrichtungen und Antriebsmittel, die kostengünstig herstellbar und betreibbar sind. Auf­ grund des weiter oben angegebenen bevorzugten flüssigen oder pastösen Zustandes des Werkstoffstranges und der Drehung des Trägers verlaufen die benachbarten Gänge des Stranges ineinander und bilden so eine Schicht mit rela­ tiv gleichmäßiger Schichtdicke.

Alternativ zum Rotationsgießverfahren kann der Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht auch im Formgießverfah­ ren auf die Mantelfläche des Trägers aufgebracht werden. Das Formgießverfahren erfordert zwar die Anfertigung und den Einsatz einer Gießform, jedoch bietet das Formgieß­ verfahren zum Ausgleich den Vorteil, daß die Oberfläche der Elastomerschicht nach dem Gießvergang schon eine größere Exaktheit hinsichtlich der zylindrischen Außen­ umfangsform aufweist als beim Rotationsgießverfahren.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, daß dem Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht während seines Aufbringens und/oder nach seinem Aufbringen auf die Mantelfläche des Trägers Wärme zugeführt wird und daß durch die Wärme zu­ fuhr eine Vernetzung des Werkstoffs gestartet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Werkstoff auf dem Träger zunächst eine relativ gleichmäßige Schicht bildet und dann erst die Aushärtung einsetzt; dadurch werden Grenzflächen innerhalb der Elastomerschicht si­ cher vermieden. Gleichzeitig wird aber eine schnelle Aus­ härtung des Werkstoffs zu der Elastomerschicht sicherge­ stellt, was eine hohe Produktivität des Verfahrens und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit ermöglicht.

Bevorzugt wird die Wärme dem Werkstoff mittels Wärme­ strahlung berührungslos zugeführt. Beschädigungen der aufgebrachten Werkstoffschicht werden so vermieden. Außerdem können auf diese Weise einfache Vorrichtungen zur Zuführung der Wärme verwendet werden, beispielsweise elektrisch betriebene Wärmestrahler. Die Wärmequelle für die Zufuhr der Wärme zum Werkstoff kann wahlweise Teil der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs auf den Träger sein oder auch eine separate Einrichtung sein, in die der vollständig mit dem Werkstoff beschichtete Träger nach Abschluß der Beschichtung überführt wird.

Wenn Träger verwendet werden, die besonders wärmeempfind­ lich sind, wird vorgeschlagen, daß während der Wärmezu­ fuhr zum Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht der Träger gekühlt wird. Bei Trägern, die innen hohl sind, ist die Kühlung ohne weiteres durch Hindurchführung eines Kühlmediums, z. B. Kühlluft oder Kühlwasser, mög­ lich; bei an sich massiven Trägern können zum Zweck der Kühlung beispielsweise speziell dafür angelegte Kühlmit­ telkanäle vorgesehen werden, um die gewünschte Kühlung zu ermöglichen.

Zur Erzielung optimaler Druck-, Übertragungs- oder Präge­ qualitäten und Standzeiten der Formen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Elastomerschicht mit einer Dicke zwischen etwa 1 und 5 mm zu erzeugen. Damit ist die Elastomerschicht vorteilhaft dünn, was einen sparsamen Werkstoffverbrauch gewährleistet und mit zu niedrigen Herstellungskosten für die Formen beiträgt. Außerdem sorgt die relativ geringe Dicke der Elastomer­ schicht für eine Minimierung des Walkens der Elastomer­ schicht während des Betriebeinsatzes, was wesentlich da­ zu beiträgt, daß lange Standzeiten der Formen erreicht werden.

Ebenso ist für eine gute Druck-, Übertragungs- oder Prägequalität eine exakte Geometrie, insbesondere ein exakter Durchmesser und ein genauer Rundlauf der Formen wesentlich. Um diese Genauigkeit zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Elastomerschicht nach ihrer Aushär­ tung zur Bearbeitung auf eine zylindrische Umfangsform geschliffen wird.

Um die pro Form eingesetzte Menge der relativ teuren Ela­ stomerschicht-Werkstoffe reduzieren zu können und um die Eigenschaften, insbesondere die Härte und Elastizität, der Elastomerschicht beeinflussen zu können, ist vorgese­ hen, daß dem Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht vor dem Aufbringen auf den Träger mindestens ein Füll­ stoff beigegeben wird. Durch Variation des Mengenverhält­ nisses zwischen dem Werkstoff an sich einerseits und dem Füllstoff oder den Füllstoffen andererseits können die mechanischen und auch chemischen Eigenschaften der Ela­ stomerschicht in weiten Bereichen in gewünschter Weise beeinflußt werden.

Als Füllstoff wird bevorzugt mindestens ein Mineralstoff verwendet, da Mineralstoffe einerseits relativ kosten­ günstig sind und andererseits entweder durch Reaktion mit dem Werkstoff Silikonpolymer oder dessen Komponenten die Eigenschaften der fertigen Elastomerschicht positiv beeinflussen oder sich gegenüber dem Werkstoff Silikon­ polymer chemisch inert verhalten. Aufgrund ihrer chemi­ schen und physikalischen Eigenschaften geeignete Mineral­ stoffe für die Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren sind z. B. Quarzmehl, Kieselsäure, Kalziumcarbonat, Tal­ kum, Glimmer oder Aluminiumhydroxid.

Wenn eine Form mit besonders geringem Gewicht herge­ stellt werden soll, die einfach handhabbar und insbeson­ dere kostengünstig transportierbar ist, wird bevorzugt als Träger eine Hülse aus Kunststoff verwendet. Die Ver­ wendung von Hülsen als Träger für Druckformen ist an sich bereits bekannt, aber bisher in der Praxis nur auf dem Gebiet von Tiefdruck- und Offsetdruckformen oder von Klischeehülsen mit gebogenen und aufgeklebten Klischee­ platten. An ihrem Innenumfang können die Hülsen wahlwei­ se zylindrisch oder leicht konisch sein, wie ebenfalls an sich bekannt; der Außenumfang der fertigen Form muß in jedem Fall zylindrisch sein.

Sofern als Träger eine Kunststoffhülse verwendet wird, wird diese bevorzugt ein- oder mehrlagig aus elastomeren und/oder duroplastischen Materialien in Form von Schäu­ men und/oder Vergußmassen hergestellt. Dabei können die­ se Materialien, sofern die Form nicht als Prägeform bei der Prägung von heißen Materialien, wie Thermoplastfo­ lien, eingesetzt werden soll, durchaus temperaturempfind­ lich sein, da eine Vulkanisation für die Aufbringung der äußeren Elastomerschicht als druckende oder übertragende oder prägende Oberfläche nicht erforderlich ist; der Träger muß lediglich der allerdings relativ kurzzeitigen Wärmeanwendung für die Heißhärtung der Elastomerschicht standhalten.

Insbesondere Materialien in Form von Schäumen besitzen ein geringes Raumgewicht und erlauben deshalb die Her­ stellung von Hülsen mit relativ großen Wandungsdicken, ohne daß deren Gewicht unzuträglich hoch wird. Auf diese Weise kann bei gleichbleibendem Innendurchmesser der Hülse der Außenumfang der Formen in einem großen Bereich variieren, wodurch entsprechend große Rapportlängenberei­ che abgedeckt werden können. Der Verwender der Formen muß dann nur noch relativ geringe Zahlen von Kernwalzen, auf die die hülsenförmigen Formen für den Druck- oder Übertragungs- oder Prägebetrieb aufgezogen werden, vor­ halten.

Wenn Benutzer, die schon Metallhülsen besitzen und wei­ terhin benutzen wollen, bedient werden sollen, dann wird als Träger eine hohlzylindrische Hülse aus Metall verwen­ det, wobei das Metall bevorzugt Nickel ist. Metallhülsen sind vorteilhaft mehrfach verwendbar, indem sie wieder­ holt aufgearbeitet, d. h. neu beschichtet werden.

Weiterhin ist auch eine Mischbauweise des Trägers aus Kunststoff und Metall möglich.

Falls ein geringes Gewicht der Formen keine Rolle spielt oder falls der Anwender der Formen für die Verwendung von Hülsenformen technisch nicht ausgerüstet ist, kann als Träger auch ein Metallzylinder verwendet werden, z. B. aus Aluminium oder Stahl.

Das Gravieren der ausgehärteten Elastomerschicht erfolgt vorzugsweise mittels Lasergravur, weil dieses Gravurver­ fahren besonders schnell und kostengünstig ausführbar ist und weil es unter Kontrolle von zuvor digital gespei­ cherten Daten ausführbar ist. Versuche haben gezeigt, daß die Oberfläche der Elastomerschicht einer erfindungs­ gemäßen Form mittels Laserstrahlen gravierbar ist. Damit erfüllen die nach dem beschriebenen Verfahren hergestell­ ten Formen auch besonders gut die Forderung nach einfa­ cher und schneller Gravierbarkeit. Durch geeignete Aus­ wahl von Vernetzungsgrad der Elastomerschicht und Art und Menge der gegebenenfalls eingesetzten Füllstoffe läßt sich die Lasergravierbarkeit der Elastomerschicht in der gewünschten Weise einstellen und optimieren. Im Idealfall erfolgt beim Auftreffen eines fokussierten Laserstrahls auf die Elastomerschicht eine unmittelbare punktuelle Verdampfung und/oder Veraschung ohne nennens­ wertes Schmelzen der benachbarten Bereiche.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsge­ mäße Verfahren mit seinen Ausgestaltungen die Herstel­ lung von Formen für das rotative Bedrucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Materialien ermöglicht, die alle in der Praxis gestellten Anforderungen erfüllen, wobei das Verfahren mit geringem technischen Aufwand so­ wie schnell und kostengünstig ausführbar ist und hin­ sichtlich der Materialauswahl für den Träger und dessen geometrischer Gestaltung eine große Freiheit bietet.

Im folgenden wird ein Beispiel für eine Werkstoff-Zusam­ mensetzung angegeben, die zur Bildung einer Elastomer­ schicht geeignet ist. Die folgenden Prozentangaben sind immer Gewichtsprozente.

Beispiel Zweikomponenten-Silikonpolymer-Werkstoff

AL=L<Komponente A:
Vinylgruppenhaltige Polysiloxane	40-90%
Amorphe Kieselsäure	0,2-10%
Füllstoff	0-70%
Platinkatalysator	0,01-3%
Mehrfunktionelle Vinylverbindung	0,2-4%
Ethin-Verzögerer	0-5%
Zeolith	0,5-10%
AL=L CB=3<Komponente B:@	Mehrfunktionelle Silanverbindungen	2-20%

Sowohl die Komponente A als auch die Komponente B dieses Werkstoffs gemäß dem vorstehenden Beispiel sind getrennt voneinander über viele Monate lagerfähig. Werden die Komponente A und die Komponente B zur Bildung des Werk­ stoffs, aus dem die Elastomerschicht erzeugt werden soll, gemischt, so tritt zunächst noch keine oder prak­ tisch keine Reaktion der Komponenten miteinander auf, d. h. es tritt noch keine Aushärtung oder Vernetzung auf. Erst durch eine Erwärmung auf über etwa 80°C wird, so­ fern kein oder nur sehr wenig Ethin-Verzögerer einge­ setzt wird, die Vernetzung gestartet, so daß auch erst dann die Aushärtung des Werkstoffs beginnt. Durch eine Erhöhung des Anteils des Ethin-Verzögerers wird die Ver­ netzungs-Starttemperatur angehoben.

Nach der im Beispiel dargelegten Rezeptur kann durch Ver­ mischung der Komponente A und der Komponente B auch ein Einkomponenten-Silikonpolymer-Werkstoff hergestellt wer­ den, der allerdings nur relativ kurze Zeit, d. h. einige Wochen, lagerfähig ist. Auch bei Ausführung als Einkom­ ponenten-Werkstoff tritt, sofern kein oder nur sehr we­ nig Ethin-Verzögerer eingesetzt wird, erst nach einer Erwärmung auf über etwa 80°C eine Vernetzung und damit Aushärtung des Werkstoffs auf. Ein höherer Ethin-Verzö­ gerer-Anteil erhöht auch hier die Vernetzungs-Starttem­ peratur.

Die übliche Temperatur zur Vernetzung und Aushärtung der Silikonpolymer-Werkstoffe gemäß Beispiel liegt bei etwa 180°C; eine Aushärtung ist aber möglich in einem Tempera­ turbereich, der sich von etwa 80°C bis maximal etwa 250°C erstreckt. Die Zeitdauer, über die diese Tempera­ tur innerhalb der Werkstoffe vorliegen muß, ist relativ kurz; in der Praxis beträgt diese Zeitdauer selbst bei großen Formen nicht mehr als etwa 30 Minuten. Wenn eine schnellere Aushärtung gewünscht wird, ist dies durch Er­ höhung der Temperatur erreichbar; umgekehrt muß bei ge­ ringeren Temperaturen eine längere Aushärtezeit kalku­ liert werden.

Abschließend wird im folgenden anhand einer Zeichnung eine Anlage beschrieben, mit der Formen gemäß der vorlie­ genden Erfindung herstellbar sind. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine Anlage zur Herstellung von Formen in einer vereinfachten Frontalansicht und

Fig. 2 die Anlage aus Fig. 1 im Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 besteht die Anlage 1 aus einem Maschinen­ bett 10, auf dem, ähnlich wie an einer Drehmaschine, am linken Ende ein Spindelstock 11 und am rechten Ende ein Reitstock 13 angeordnet sind. Der Spindelstock 11 ist auf dem Maschinenbett 10 fest angeordnet; nach rechts ragt aus dem Spindelstock 11 eine drehantreibbare Spin­ del 12 vor. Der Reitstock 13 am entgegengesetzten Stirn­ ende des Maschinenbetts 10 ist in einer Gleitführung 13' in Längsrichtung des Maschinenbetts 10 verschiebbar und in gewünschten Stellungen festlegbar. Am Reitstock 13 ist in Flucht mit der Spindel 12 eine Mitläuferspitze 14 drehbar gelagert.

Zwischen der Spindel 12 und der Mitläuferspitze 14 ist eine Kernwalze 30 mittels ihrer Achsstummel 31, 32 ein­ gespannt, so daß sich bei Drehung der Spindel 12 die Kernwalze 30 ebenfalls im Sinne des Drehpfeiles 39 um ihre Längsmittelachse dreht.

Auf der Kernwalze 30 ist eine Hülse 33 angeordnet, die beispielsweise mittels eines Druckmediums auf die Kern­ walze 30 aufgezogen ist und auf gleiche Weise von dieser abgezogen werden kann.

Weiterhin umfaßt die Anlage 1 eine Auftragseinrichtung 2, die an einem Tragrahmen 25 gehaltert ist. Der Tragrahmen 25 ist an seinem unteren Ende auf einem Längssupport 26 befestigt, der entlang einer hier verdeckten Gleitfüh­ rung 26' parallel zur Gleitführung 13' in Längsrichtung des Maschinenbetts 10 verfahrbar ist. Am oberen Ende des Tragrahmens 25 ist als Teil der Auftragseinrichtung ein Mischkopf 22 gehaltert, der ein dynamisches Mischelement mit einem elektromotorischen Antrieb 23 aufweist. Zu dem Mischkopf 22 führen mehrere Leitungen 21, im vorliegen­ den Beispiel zwei Zuführleitungen und zwei Rezirkula­ tionsleitungen, durch die die Komponenten eines Zweikom­ ponenten-Elastomerwerkstoffs aus Vorratsbehältern über zumindest teilweise elastisch-flexible Leitungsbereiche zum Mischkopf 22 transportiert und bei Bedarf, insbeson­ dere bei Unterbrechungen des Austrags, zurückgeleitet werden. Im Mischkopf 22 erfolgt eine Aufbereitung und Mischung des Elastomerwerkstoffs, der dann anschließend in Form eines Materialstranges 34' durch eine unter dem Mischkopf 22 angeordnete Düse 24 auf den Außenumfang der Hülse 33 aufgetragen wird. Das Auftragen erfolgt in Form einer Schraubenlinie, wobei die Kernwalze 30 mit der Hülse 33 in Richtung des Drehpfeiles 39 rotiert und die Auftragseinrichtung 2 mittels des Längssupports 26 in Richtung des Bewegungspfeiles 29 verfahren wird. Die Drehgeschwindigkeit der Kernwalze 30 mit der Hülse 33, die Vorschubgeschwindigkeit des Längssupports 26 und der Materialdurchsatz durch die Düse 24 sind dabei so auf­ einander abgestimmt, daß sich die einzelnen Windungen des Materialstranges 34' unmittelbar aneinander anlegen, bevor eine Aushärtung oder Vernetzung auftritt, so daß eine gleichmäßige, vollflächige Beschichtung 34 der Hül­ se 33 erzielt wird. In der Fig. 1 ist der rechte Teil der Hülse 33 bereits mit der Beschichtung 34 versehen; dieser Beschichtungsvorgang, wie zuvor beschrieben, setzt sich fort, bis der linke Endbereich der Hülse 33 erreicht ist.

Schließlich umfaßt die Anlage 1 noch einen mit dem Trag­ rahmen 25 verbundenen Wärmestrahler 27, der unterhalb des bereits beschichteten Teils der Hülse 33 angeordnet ist und der sich zusammen mit dem Längssupport 26 in Richtung des Bewegungspfeils 29 bewegt. Der Wärmestrah­ ler 27 gibt seine Wärmestrahlung auf die Oberfläche der Beschichtung 34 ab, wodurch diese erwärmt wird. Sobald die Beschichtung 34 eine vorgegebene Temperatur, bei­ spielsweise 100°C, erreicht oder überschreitet, wird in dieser Beschichtung 34 die Aushärtung oder Vernetzung gestartet. Wie Fig. 1 deutlich zeigt, läuft der Wärme­ strahler 27 der Düse 24 in Axialrichtung der Hülse 33 gesehen nach, so daß für die Beschichtung 34 zunächst noch ausreichend Zeit bleibt, nach dem Austritt aus der Düse 24 auf der Hülse 33 eine gleichmäßige Schicht zu bilden, bevor die Erwärmung einsetzt.

Die Fig. 2 zeigt in ihrem unteren Teil im Querschnitt das Maschinenbett 10. Auf dem vorderen, d. h. in der Zeichnung rechten Teil seiner Oberseite trägt das Ma­ schinenbett 10 die Gleitführung 13' für den Reitstock 13, der im Hintergrund erkennbar ist. Hinten am Maschi­ nenbett 10, d. h. in der Zeichnung links, ist die Gleit­ führung 26' für den Längssupport 26 angebracht, wobei die Gleitführung 26' hier aus insgesamt drei Führungs­ schienen gebildet ist. Auf der Oberseite des Längssup­ ports 26 ist der Tragrahmen 25 befestigt, der sich gal­ genartig nach oben und dann nach vorne, d. h. in der Zeichnung nach rechts, erstreckt. Am freien oberen Ende des Tragrahmens 25 ist die Auftragseinrichtung 2 befe­ stigt. Die Verbindung zwischen der Auftragseinrichtung 2 und dem Tragrahmen 25 erfolgt dabei am Mischkopf 22. In den Mischkopf 22 münden die Zuführleitungen 21, von de­ nen hier nur zwei sichtbar sind. Oberhalb des Mischkop­ fes 22 ist der dessen Antrieb 23 bildende Elektromotor sichtbar.

Nach unten ragt aus dem Mischkopf 22 die Düse 24 vor, aus der nach unten der Materialstrang 34' zur Erzeugung der Elastomerschicht 34 austritt. Die Düse 24 befindet sich dabei in einem geringen Abstand von der äußeren Um­ fangsfläche der Hülse 33, die auf der Kernwalze 30 ange­ ordnet ist. Wie die Fig. 2 verdeutlicht, besteht die Kernwalze 30 aus Metall, vorzugsweise Stahl, während die Hülse 33 aus Kunststoff besteht und damit nur ein gerin­ ges Gewicht aufweist. Durch den Drehpfeil 39 ist die Drehrichtung der Kernwalze 30 mit der Hülse 33 während der Aufbringung der Elastomerschicht 34 angegeben.

Unterhalb der Kernwalze 30 mit der Hülse 33 und der Ela­ stomerschicht 34 ist der Wärmestrahler 27 erkennbar, der über einen nicht eigens bezifferten Ausleger mit dem Tragrahmen 25 verbunden ist.

Nach Fertigstellung der Beschichtung 34 kann die Hülse 33 zusammen mit der zugehörigen Kernwalze 30 oder auch getrennt von dieser unmittelbar einer weiteren Bearbei­ tung, insbesondere Schleifen und Gravieren der Elastomer­ schicht 34, zugeführt werden.

Claims (19)

1. Form für das rotative Bedrucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmigen Materialien, wobei auf einen Träger (33) mit einer zylindrischen Mantelfläche ei­ ne Elastomerschicht (34) aufgebracht ist, die nach Aushärtung an ihrem Außenumfang zu einer zylindri­ schen Form bearbeitet und graviert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (34) aus einem heißhärten­ den Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Silikon­ polymer gebildet ist.

2. Verfahren zur Herstellung einer Form für das rotati­ ve Bedrucken, Beschichten oder Prägen von bahnförmi­ gen Materialien, wobei auf einen Träger (33) mit ei­ ner zylindrischen Mantelfläche eine Elastomerschicht (34) aufgebracht wird, die nach Aushärtung an ihrem Außenumfang zu einer zylindrischen Form bearbeitet und graviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht (34) ein heißhärtendes Einkomponenten- oder Zweikom­ ponenten-Silikonpolymer verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht (34) in einem flüssigen oder pastösen Zustand auf den Träger (33) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einkomponentigem Werkstoff dieser in einer Einkomponenten-Dosieranlage verarbeitet wird und daß bei zweikomponentigem Werkstoff dessen Komponenten in einer Mehrkomponenten-Dosier- und -Mischanlage (2) verarbeitet und aufbereitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Werkstoff zur Bildung der Elasto­ merschicht (34) im Rotationsgießverfahren auf die Mantelfläche des Trägers (33) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgießen in Form eines eine Schraubenlinie beschreibenden raupenförmigen Werkstoffstranges (34) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Werkstoff zur Bildung der Elasto­ merschicht (34) im Formgießverfahren auf die Mantel­ fläche des Trägers (33) aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht (34) während seines Aufbringens und/oder nach seinem Aufbringen auf die Mantelfläche des Trägers (33) Wärme zugeführt wird und daß durch die Wärmezufuhr eine Vernetzung des Werkstoffs ge­ startet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme dem Werkstoff mittels Wärmestrahlung berührungslos zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Wärmezufuhr zum Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht (34) der Träger (33) gekühlt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (34) mit einer Dicke zwischen etwa 1 und 5 mm erzeugt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (34) nach ihrer Aushärtung zur Bearbeitung auf eine zylindri­ sche Außenumfangsform geschliffen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkstoff zur Bildung der Elastomerschicht (34) vor dem Aufbringen auf den Trä­ ger (33) mindestens ein Füllstoff beigegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff mindestens ein Mineralstoff verwen­ det wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (33) eine Hülse aus Kunststoff verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse ein- oder mehrlagig aus elastomeren und/oder duroplastischen Materialien in Form von Schäumen und/oder Vergußmassen hergestellt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (33) eine Hülse aus Metall, vorzugsweise Nickel, verwendet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (33) ein Metallzylin­ der verwendet wird, der vorzugsweise aus Aluminium oder Stahl besteht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravieren der ausgehärteten Elastomerschicht (34) mittels Lasergravur erfolgt.