DE19509741A1 - Druckmaschinenwalze, insbesondere Farbwalze - Google Patents
Druckmaschinenwalze, insbesondere FarbwalzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Druckmaschinenwalzen, insbesondere Farbwalzen von
Offsetmaschinen, und dort vorzugsweise Farbreibzylinder, die auf ihrer Oberfläche
mit einer Beschichtung versehen werden. In verschiedenen Bereichen der
Anlagentechnik besteht ein Bedarf an Oberflächen, die leicht mit Ölen, Mineralöl und
mineralölgebundenen Stoffen, wie zum Beispiel Offsetfarben benetzbar sein
müssen. Darüber hinaus müssen diese Oberflächen sehr gut wasserabweisend sein,
da andernfalls mit einem Aufreißen des Farbfilms - das sogenannte Blanklaufen - zu
rechnen ist.
In einer Offsetdruckmaschine hat das Farbwerk die Aufgabe, einen möglichst
dünnen, gleichmäßig geschlossenen Farbfilm auf den Druckplattenzylinder zu
übertragen. Der Farbtransport erfolgt bei modernen Druckmaschinen über ein
komplexes Walzensystem. Ausgehend von einem Farbkasten, in dem zonal die
Farbmenge über sogenannte Farbmesser, die gegen eine Farbduktorwalze
angestellt sind, geregelt wird, erfolgt der weitere Farbtransport über einen
sogenannten Farbheber oder direkt über eine Zwischenwalze in das Farbwerk. Das
Farbwerk selbst besteht aus mehreren Walzen, die zum Teil noch für eine
Querverreibung sorgen und letztlich die Aufgabe haben, die in direktem Kontakt mit
der Druckplatte stehenden Farbwalzen, definiert mit der notwendigen Farbmenge zu
versorgen. Da den rheologischen Eigenschaften der Farbe für den Druckprozeß eine
entscheidende Bedeutung zukommt, sind in modernen Druckmaschinen mehrere
Farbwalzen temperiert. Das heißt, es wird versucht, die Farbe in einem für den
Offsetprozeß günstigen Temperaturbereich zu belassen. Nur so sind die
Farbspaltungsprozesse zwischen zwei Farbwalzen beherrschbar. Diese
Farbspaltungsprozesse sind letztlich notwendig, um die gewünschte Aufteilung der
angebotenen Farbmenge in weiterzutransportierende Farbe und
rückzutransportierende Farbe zu gewährleisten. Dem momentanen Stand der
Technik entsprechend, sind die Farbwerke im wesentlichen aus
Walzenkombinationen, bestehend aus einer Gummiwalze und einer Polyamidwalze,
aufgebaut. Ein weit verbreiteter Markenname für die Polyamidbeschichtungen dieser
Polyamidwalzen ist Rilsan. Diese Rilsanbeschichtungen liegen in der Regel
herstellungsbedingt in Dicken von 0,3 mm bis 1,0 mm vor. Dieser Werkstoff weist
Wärmeleitfähigkeitswerte im Bereich von 0,22 bis 0,25 W/mK auf. Eine sehr geringe
Wärmeleitfähigkeit führt nun dazu, daß Innentemperierungen, zum Beispiel durch
temperiertes Wasser, in ihrer Wirksamkeit für den auf der Walze befindlichen
Farbfilm sehr stark eingeschränkt sind.
Die für das Temperaturregelsystem unbedingt notwendige Information, nämlich die
Farbfilmtemperatur, wird also durch die starke Wärmeisolation der Rilsanschicht
meist sehr verspätet und stark gedämpft an das Temperiermedium übertragen. Das
heißt, die Regelgeschwindigkeit und -genauigkeit des Systems ist somit stark
eingeschränkt.
Als problematisch hat sich in jüngster Vergangenheit diese Tatsache nicht nur bei
schnellaufenden Rollenmaschinen erwiesen, sondern insbesondere auch bei
wasserlos geführten Offsetmaschinen, den sogenannten Toray-Maschinen. Bei
schnellaufenden Rollenmaschinen ist aufgrund der hohen Dynamik die Erwärmung
des Farbfilms im Farbwerk, ausgelöst durch die Walk- und Reibarbeit der
Walzenpaarungen zueinander, extrem hoch, so daß ohne aufwendige Innenkühlung
ein stabiler Prozeß bei den hohen Geschwindigkeiten überhaupt nicht denkbar wäre.
Trotz dieser konstruktiven Maßnahmen müssen auch die Farben so abgestimmt
sein, daß sie, ähnlich einem Motoröl, über einen Viskositätsbereich verfügen, der
offsettechnisch brauchbar ist. Werden nun Sonderfarben eingesetzt, die über einen
derartigen breiten Viskositätsbereich nicht verfügen, treten in schnellen
Rollenmaschinen massive Farbspaltungsprobleme auf, da die rheologischen
Eigenschaften nicht mehr offsetgerecht sind. Solche Schwierigkeiten können sein,
Farbrupfen, zu geringe Farbdichte, totale Neigung zum Oberemulgieren, Farbschübe
und ähnliches.
In wasserlos geführten Offsetmaschinen (Toray) kommt der Temperaturkonstanz des
Farbfilms eine noch wesentlich größere Bedeutung zu. Der Farbfilm muß im
Temperaturbereich von 30° ± 2°C gehalten werden. Diese Aufgabe kann mit
rilsanbeschichteten Farbreibern zur Zeit nicht befriedigend gelöst werden.
Insbesondere in Rollenmaschinen, in denen der Toray-Prozeß durchgeführt werden
soll, sind momentan immer nur sehr stark verringerte Bahngeschwindigkeiten
möglich. Die Leistungsfähigkeit der Maschinen ist damit stark eingeschränkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zu Rilsan vergleichbar
farbfreundliche Beschichtung von Druckmaschinenwalzen, insbesondere Farbwalzen
zu finden, die zusätzlich über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit verfügt und
darüber hinaus eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, die mit früher verwendeten
Kupferschichten eben nicht erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für bestimmte Druckmaschinenwalzen,
insbesondere Farbwalzen, vorzugsweise die Farbreibwalzen einer Druckmaschine
eine Beschichtung vorgesehen ist, die die Elemente Molybdän und Wolfram zu
jeweils 50%, oder jeweils Molybdän zumindest zu 50% oder Wolfram zumindest zu
50% mit legierungsfähigen Elementen vermischt,als Legierungsanteil enthält, oder
vollständig aus einem der beiden Elemente Molybdän oder Wolfram besteht. Die mit
Molybdän und/oder Wolfram legierungsfähigen Elemente können beispielsweise
Eisen, Chrom oder Nickel sein.
In Verbindung mit einer derartigen Beschichtung ergibt sich für den Farbfilm, selbst
bei extremen Offsetbedingungen (geringste Farbabnahme, große Freiflächen), eine
außerordentlich gute Farbfilmstabilität, so daß das gefürchtete Blanklaufen der
Farbwalzen nicht mehr auftritt.
Molybdän ist gekennzeichnet durch einen Wärmeleitfähigkeitswert im Bereich von
140 W/mK. Wolfram liegt mit rund 150 W/mK noch etwas darüber. In Verbindung mit
der Möglichkeit, diese beiden Elemente zu vergleichsweise dünnen Schichten von
nur 0,05 mm bis 0,25 mm, vorzugsweise 0,1 mm Dicke zu verarbeiten, ergaben
Messungen zur Wärmeleitfähigkeit Werte, die um ca. drei Zehnerpotenzen über
denen der bisher verwendeten Rilsanbeschichtungen mit einer Dicke von 0,3 mm
lagen. Mit der erfindungsgemäßen Beschichtung können eine oder mehrere Walzen
des Farbwerks einer Druckmaschine versehen werden, jedoch ist es
erfahrungsgemäß besonders vorteilhaft, die Farbreibwalzen zu beschichten.
Molybdän ist zusätzlich noch ein sehr korrosionsbeständiger Werkstoff, der
insbesondere im chemischen Anlagenbau aufgrund dieser Eigenschaft eingesetzt
wird. Da die Walzenkerne in Druckmaschinen im allgemeinen aus Baustählen ohne
besonderen Korrosionsschutz bestehen, hat es sich gezeigt, daß die
erfindungsgemäße Beschichtung gleichzeitig einen hervorragenden
Korrosionsschutz darstellt.
Die einzige Figur zeigt stark schematisiert den Aufbau einer Farbwalze 1, deren
Walzenkern 2 erfindungsgemäß mit einer Beschichtung 3 der gesamten Ballenfläche
belegt ist.
Die erfindungsgemäße Beschichtung 3 ist vorzugsweise im geschliffenen Zustand
mit einer Rauhigkeit von Rz ≈ 8 µm einzusetzen. Je nach Anwendungsfall kann es
vorteilhaft sein, diese Rauhigkeit zu verändern. Die erfindungsgemäße Beschichtung
3 läßt sich ohne weiteres bis auf Rauhigkeiten von Rz = 0,3 µm polieren und nach
oben hin in jeden praktisch beliebigen Rauhigkeitszustand bringen.
Die erfindungsgemäße Beschichtung wird vorzugsweise durch thermisches Spritzen,
insbesondere Plasmaspritzen, aufgetragen. Weitere für die Herstellung der
Beschichtung 3 geeignete Verfahren sind die PVD-Verfahren, incl.
Elektronenstrahlbedampfen (EBPVD), die CVD-Verfahren, die plasmaunterstützten
CVD-Verfahren, die galvanischen Verfahren, die Diffusionsverfahren aus der
Gasphase oder dem Pack, die Sinterverfahren, die Heißisostatpreßverfahren,
Sprengplattieren und alle Reaktivverfahren, bei denen die erfindungsgemäße
Beschichtung durch Abscheiden aus zwei Flüssig- oder Gasphasen entsteht. Eine
nachträgliche Versiegelung der erfindungsgemäßen Beschichtung mit einem
farbfreundlichen Kunstharz hat sich bei gewünschter, vergleichsweise hoher
Rauhigkeit der Beschichtung als zweckmäßig erwiesen. Es wird unter anderem auf
diese Art und Weise vermieden, daß Farbreste in Kavernen, bzw. anderen Poren der
Beschichtung gehalten werden.
Claims (21)
1. Druckmaschinenwalze, insbesondere Farbwalze (1),
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Beschichtung (3) des Walzenkerns (2) vorgesehen ist, die aus mindestens
einem der Elemente Molybdän oder Wolfram zumindest zu einem
Legierungsanteil von 50% und einem entsprechenden Anteil von mit Molybdän
und/oder Wolfram legierungsfähigen Elementen besteht.
2. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) aus 50% Molybdän und 50% Wolfram besteht.
3. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) vollständig aus Molybdän besteht.
4. Druckmaschinenwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) vollständig aus Wolfram besteht.
5. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
diese als Farbreibwalze verwendet wird.
6. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch thermisches Spritzen aufgetragen ist.
7. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine Dicke von 0,05 mm bis 0,25 mm, vorzugsweise 0,1 mm
aufweist.
8. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine Oberflächenrauhigkeit von Rz 10 µm, vorzugsweise
Rz = 8 µm aufweist.
9. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine PVD-Schicht ist (Physical Vapour Depopsition).
10. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine EBPVD-Schicht ist (Elektronenstrahlbedampfen).
11. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine CVD-Schicht (Chemical Vapour Deposition) ist.
12. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) eine Plasma-CVD-Schicht ist (plasmaunterstütztes CVD).
13. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein galvanisches Verfahren aufgetragen ist.
14. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein Diffusionsbeschichtungsverfahren aufgetragen
ist.
15. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein Sinterverfahren aufgetragen ist.
16. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein Heißisostatpreßverfahren (Hippen) aufgetragen
ist.
17. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch Sprengplattieren aufgetragen ist.
18. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein Reaktivverfahren aufgetragen ist, bei dem durch
reaktive Umwandlung aus entweder zwei Flüssigphasen oder zwei Gasphasen
die Beschichtung (3) entsteht.
19. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche der Beschichtung (3) nach dem Beschichtungsvorgang
insbesondere durch Schleifen und Polieren geglättet ist.
20. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung mit einem porenverschließenden, farbfreundlichen Mittel
versiegelt ist.
21. Druckmaschinenwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (3) durch ein schwach saures, reduzierendes Reinigungsmittel,
insbesondere stark verdünnte Salzsäure aktiviert ist.
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|---|---|---|---|---|
| DE19653911C2 (de) * | 1996-12-21 | 2003-03-27 | Roland Man Druckmasch | Druckmaschinenwalze mit einer farbfreundlichen Beschichtung der Ballenfläche des Walzenkerns, insbesondere Farbwalze |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0732206A3 (de) | 1997-08-27 |
| DE59603943D1 (de) | 2000-01-27 |
| EP0732206A2 (de) | 1996-09-18 |
| EP0732206B1 (de) | 1999-12-22 |
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