DE19850968A1 - Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung, insbesondere von Druckmaschinenkomponenten - Google Patents
Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung, insbesondere von DruckmaschinenkomponentenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung, insbesondere von Druckmaschinenkomponenten, insbesondere von Rollenmaschinen, die in ihrer Funktion durch Farbablage gestört werden und dann zum völligen Prozeßzusammenbruch führen können. Um für diese verschleißarme Beschichtung eine Versiegelung zu schaffen, die eine dauerhafte farbabweisende Oberflächeneigenschaft ergibt und die zusätzlich über eine hohe Resistenz gegenüber üblichen drucktechnischen Reinigungsmittel verfügt, ist die zu schützende Druckmaschinenkomponente zuerst beispielsweise durch thermisches Spritzen mit Oxidkeramik oder Hartmetall versehen und zusätzlich mit einem Siegler vom Typ Polyorganosiloxan, insbesondere Polyhydrogenmethylsiloxan, einschließlich notwendiger thermischer Aushärtung bei moderaten 100 DEG C bis 170 DEG C gegen Farbablage behandelt. Die Versiegelung kann auch nach einer Schleif- und Polierbehandlung der Verschleißschutzschicht erfolgen, oder wenn nötig, auch in der Druckmaschine zonal nachträglich.
Description
Die Erfindung betrifft eine verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung,
insbesondere von Druckmaschinenkomponenten, wie z. B. Leit- und Zugwalzen,
Trichterspitzen, Ableitzungen etc. Die Komponenten werden in Falzapparaten
von Rollenmaschinen häufig durch Farbablage in ihrer Funktion gestört.
In verschiedenen Bereichen einer Druckmaschine besteht somit ein Bedarf an
Oberflächen, die bei hoher Verschleißbeständigkeit gegen Gleitbewegungen des
Papiers gleichzeitig weder von weggeschlagener noch von frischer Offsetfarbe
benetzt werden dürfen.
Erfahrungsgemäß hat Farbablage letztlich immer eine Dimensionsänderung der
Komponenten zur Folge, so daß neben Verschmiereffekten des bedruckten
Papiers auch noch nachlassende Präzision bis hin zum Funktionsversagen z. B.
des Falzapparates auftreten. Durch zunehmende Papiergeschwindigkeiten
werden sowohl die Verschleißproblematik als auch das Problem der Farbablage
verschärft.
Gleiches kann auch für die Bogenwendung gesagt werden, da hier beidseitig
bedruckte Papierbögen mit nicht weggeschlagener Farbe bei zunehmenden
Geschwindigkeiten paßgenau transportiert werden müssen. Bezüglich dieser
Problematik wurde bereits gemäß der DE 29 14 255 A1 versucht, durch spezielle
Zylinderbeschichtungen, bestehend aus verschleißfesten Metallen oder
Metalloxiden, sowie einen darin verankerten Siegelstoff dem Verschleiß und der
Farbablage entgegenzutreten.
In der DE 29 14 255 A1 werden als Siegelstoffe Teflon und Kopierlack benannt.
Beide Siegelstoffe sind jedoch dafür bekannt, daß sie in schnellen
Rollenmaschinen über eine völlig unzureichende Lebensdauer verfügen und im
Falle des Teflons auch noch verfahrensbedingt zu einer erheblichen Erwärmung
des zu beschichtenden Bauteils führen, so daß maßlicher Verzug auftreten kann.
Die Sintertemperatur von Teflon liegt im Bereich von 300°C und ist damit
ausreichend hoch, um bei Präzisionswalzen, insbesondere wenn es sich um
Schweißkonstruktionen handelt, Maßverzug zu verursachen.
Farbabweisende Oberflächeneigenschaften werden nicht nur zum Transport des
bedruckten Papiers in der Druckmaschine benötigt, sondern im Fall des
wasserlosen Offsets, auch TORAY-Prozeß genannt, zur Substitution des
Feuchtmittelfilms auf der Druckplatte in Form eines Siliconfilms. Der Begriff Silicon
kennzeichnet eine umfangreiche Gruppe von synthetischen polymeren
Verbindungen, in denen Siliciumatome über Sauerstoffatome ketten- und/oder
netzartig verknüpft sind und die restlichen Valenzen des Siliciums durch
Kohlenwasserstoffreste (meist Methylgruppen) abgesättigt sind. Eine andere
Bezeichnung für die Silicone ist Polyorganosiloxane.
Diese Siliconfilme auf den Wasserlos-Druckplatten zeigen neben ihren praktisch
perfekten farbabweisenden Eigenschaften zusätzlich noch eine überraschend
hohe Abriebfestigkeit, da in zahlreichen modernen Maschinen der sogenannte
Deltaeffekt zur Beseitigung von drucktechnischen Residuen, wie z. B. Pa
pier- oder Staubkrümel, benutzt wird. Der Deltaeffekt ist nichts anderes als ein geringer
Schlupf im Prozentbereich zwischen der Feuchtauftragswalze und dem
Plattenzylinder und ist ausführlich in der US 4,724,764 beschrieben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für verschleißarme
Beschichtungen, insbesondere von Druckmaschinenkomponenten eine
Versiegelung zu finden, die eine dauerhafte farbabweisende
Oberflächeneigenschaft ergibt und die zusätzlich über eine hohe Resistenz
gegenüber üblichen drucktechnischen Reinigungsmitteln verfügt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des
Anspruchs 1 und durch die kennzeichnenden Verfahrensschritte des Anspruchs 6
gelöst, nämlich dadurch, daß die zu schützende Druckmaschinenkomponente
erstens aus einer verschleißhemmenden Schicht, vorzugsweise aus Oxidkeramik
wie z. B. Al2O3, Cr2O3, TiO2, SiO2 oder ZrO2 bzw. Mischungen daraus, oder aus
verschleißarmen Hartmetallen wie z. B. WC/Co, Cr3C2/NiCr, NiCrBSi, WC/Ni,
Molybdän etc. besteht, vorzugsweise durch thermische Spritzverfahren wie
atmosphärisches Plasmaspritzen und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen
aufgetragen wird und zweitens mit einer Versiegelung in Form eines Sieglers aus
der Gruppe der Polyorganosiloxane insbesondere Polyhydrogenmethylsiloxan
behandelt ist, bzw. wird, der bei 100°C bis 170°C aushärtet.
Je nach Druckmaschinenkomponente sind Oberflächengüten erforderlich, die
einen Schleif- und Poliervorgang nach dem Beschichten erforderlich machen. In
diesen Fällen ist es vorteilhaft, die Schleifbearbeitung unmittelbar nach dem
Beschichten durchzuführen, um erst danach die Versiegelung mit einem
Polyhydrogenmethylsiloxan-Siegler vorzunehmen.
Aufgrund der moderaten Aushärtetemperaturen der Siegler vom Typ
Polyorganosiloxane. In besondere Polyhydrogenmethylsiloxan ist auch eine
Nachversiegelung, auch örtlich begrenzt, in der Druckmaschine möglich, ohne die
betreffende Komponente ausbauen zu müssen.
In der bevorzugten Ausführungsform weist die vor Verschleiß schützende
Beschichtung eine Dicke von 0,03 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,1 mm auf.
Die Beschichtung, Versiegelung und Aushärtung kann auch auf einer
Druckmaschinenkomponente erfolgen, die nicht aus Stahl, sondern
Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium, Magnesium, Titan oder faserverstärktem
Kunststoff besteht.
Die vor Verschleiß schützende Oxidkeramik oder Hartmetallschicht muß nicht
durch thermisches Spritzen aufgebracht sein, sondern kann auch durch
Beschichtungsprozesse wie PVD (Physical Vapour Deposition), CVD (Chemical
Vapour Deposition), Sintern, Heißisostatpressen, Galvanik, Sprengplattieren,
Auftragschweißen, Auflöten, Klebetechniken oder Reaktivverfahren aufgebracht
werden.
Des weiteren kann bei der erfindungsgemäßen verschleißhemmenden,
farbabweisenden Beschichtung eine Oberflächenrauhigkeit der vor Verschleiß
schützenden Schicht funktionsgerecht eingestellt werden, die vorzugsweise
zwischen 1,0 µm < Rz < 90 µm, insbesondere bei Rz = 15 bis 20 µm liegt.
Claims (13)
1. Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung, insbesondere von
Druckmaschinenkomponenten, die ein verschleißfestes Material in Form von
Metalloxiden oder verschleißarmen Hartmetallen beinhaltet und mit einem
Siegelstoff behandelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Siegelstoff ein
Siegler aus der Gruppe der Polyorganosiloxane ist, der bei 100°C bis
170°C aushärtet.
2. Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Siegler Polyhydrogenmethylsiloxan
verwendet ist.
3. Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die vor Verschleiß schützende
Oxidkeramikschicht aus den Stoffen Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, SiO2, Y2O3,
CeO, CaO und MgO oder aus Mischungen der Oxidkeramiken besteht.
4. Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die vor Verschleiß schützende
Hartmetallschicht aus WC/Co, WC/Ni, TiC/Ni, Cr3C2/Ni, NlCrBSi oder
Molybdän oder aus Mischungen dieser Hartmetalle besteht.
5. Verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die vor Verschleiß schützende Beschichtung
eine Dicke von 0,03 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,1 mm aufweist.
6. Verfahren zur Beschichtung, insbesondere von
Druckmaschinenkomponenten dadurch gekennzeichnet, daß in einem
ersten Schritt eine vor Verschleiß schützende Schicht aus Oxidkeramik oder
Hartmetall aufgebracht wird und in einem zweiten Schritt eine Versiegelung
samt thermischer Aushärtung mit stark farbabweisenden Eigenschaften
erfolgt unter Verwendung eines Sieglers vom Typ Polyorganosiloxan,
insbesondere Polyhydrogenmethylsiloxan.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem
Beschichten der Druckmaschinenkomponenten erst ein Schleif- und/oder
Poliervorgang der Schichtoberfläche erfolgt und erst anschließend die
Versiegelung mit einem Siegler vom Typ Polyorganosiloxan samt
Aushärtung erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aushärtung der Versiegelung nur bei Temperaturen von 100°C bis
170°C erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Versiegelung ohne Ausbau der Komponente in
der Druckmaschine erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung, Versiegelung und Aushärtung auf
einer Druckmaschinenkomponente erfolgt, die nicht aus Stahl, sondern aus
Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium, Magnesium, Titan oder
faserverstärktem Kunststoff besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vor
Verschleiß schützende Oxidkeramik oder Hartmetallschicht durch
thermisches Spritzen wie atmosphärisches Plasmaspritzen oder
Halogenflammspritzen aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die vor Verschleiß schützende Oxidkeramik oder
Hartmetallschicht durch Beschichtungsprozesse wie PVD (Physical Vapour
Deposition), CVD (Chemical Vapour Deposition), Sintern,
Heißisostatpressen, Galvanik, Sprengplattieren, Auftragsschweißen,
Auflöten, Klebetechniken oder Reaktivverfahren aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Oberflächenrauhigkeit der vor Verschleiß
schützenden Schicht funktionsgerecht eingestellt wird, die zwischen
1,0 µm < Rz < 90 µm, vorzugsweise bei Rz = 15 bis 20 µm liegt.
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