DE60100797T2

DE60100797T2 - Kammerrakel und rakelmesser

Info

Publication number: DE60100797T2
Application number: DE60100797T
Authority: DE
Inventors: Henrik Leimand
Original assignee: Tresu Anlaeg AS
Current assignee: Tresu Anlaeg AS
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: DK1255644T3; EP1255644B1; DK200000237A; JP2003522660A; EP1255644A1; ATE249931T1; US20030089256A1; JP4860873B2; AU2001231538A1; DE60100797D1; WO2001060619A1; US7228800B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rakelträger für ein Rakelmesser zur Anwendung in einer Druckeinheit, welcher Rakelträger eine Vorderseite mit einem U-förmigen Kanal aufweist, der einen Teil der Rakelmesserkammer bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Rakelmesser zur Anwendung in einer Druckeinheit und mit einem Rakelträger mit einer Vorderseite mit einem U-förmigen Kanal, der einen Teil der Rakelmesserkammer bildet.
Rakelmesser sind zur Verwendung bei Rotations-Flexodruck bekannt, einem besonders in der Verpackungsindustrie weit verbreiteten Druckverfahren. Durch Flexodruck wird Farbe mittels einer Gummiplatte mit einer ausgewogenen Menge Farbe auf Papier, Karton, Kunststoff, Metallfolie oder einen ähnlichen Druckträger übertragen. Die Farbe wird mittels einer Rasterwalze übertragen, die heute normalerweise eine keramikbeschichtete Metallwalze ist, die eine Menge von winzigen Löchern oder Zellen, typischerweise 10 bis 100 μm tief, in ihrer Oberfläche aufweist.
Durch Veränderung der Anzahl der Löcher und Lochtiefen kann man die übertragene Farbmenge steuern, die typischerweise 3 bis 25 g/m² beträgt. Um sicherzustellen, dass die Löcher nur bis zum Rand gefüllt sind, schabt ein Rakelmesser über die Walze. Dieses Rakelmesser ist meistens in einem geschlossenen Farbzufuhrsystem mit einem Rakelmesser montiert. Dies ist eine langgestreckte, geschlossene Kammer, die durch den U-förmigen Kanal ausgebildet wird, wo auf jeder Seite Rakelmesser montiert sind, die mit der Rasterwalze Kontakt haben, die eine Seite der Kammer ausbildet. An ihren Enden ist die Kammer durch Stirnwände oder Dichtungen verschlossen.
Der Rakelträger besteht gewöhnlich aus Metall, vorzugsweise Aluminium, wegen der mechanischen Eigenschaften, die in Verbindung mit Kammern gewünscht sind, die Längen von einem Meter oder mehr haben können. Alternativ hat man Rakelträger auch aus Kunst- Stoffmaterialien hergestellt. Aufgrund der mechanischen Materialeigenschaften finden diese Rakelmesser aber nur begrenzte Anwendung.
Heutzutage werden Basisfarben verwendet, was das Problem von Korrosion von Trägern aus Aluminium verursacht. Um dieses zu lindern, hat man versucht, die Träger oder zumindest ihre mit aggressiven Farben in Kontakt stehende Vorderseite mit TEFLON zu beschichten. Dies ist aber ungünstig, da TEFLON nur teilweise pH-beständig ist. Alternativ kann Metall mit Nickel-Plattierung oder Chrom-Plattierung beschichtet werden. Dies ist jedoch schwierig, wenn nicht unmöglich durchzuführen, insbesondere wenn der Träger aus Aluminium ist.
Aus der DE-197 25 056 ist ein Rakelmesser bekannt, bei dem eine Beschichtung auf Oberflächen vorgesehen ist, um reduzierte Reibung zu erreichen. Es wird keine Lösung für das Problem mit Korrosion angegeben.
Trotz der weit verbreiteten Verwendung von Rakelmessern hat es bis jetzt keine Möglichkeit gegeben, Rakelträger mit guten mechanischen Eigenschaften zu schaffen, die gleichzeitig gegen die chemische Wirkung der aufgebrachten Farben beständig sind, insbesondere für Aluminiumträger.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für diese Probleme auf eine technisch einfache Weise anzugeben, wie mögliche Verwendung von Metallträgern zur Herstellung von Rakelmessern ohne Gefahr, diese aufgrund von chemischer Wirkung der aufgebrachten Farben zu zersetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies mit einem Träger von der in der Einleitung erwähnten Art gelöst, der darin besonders ist, dass er aus Metall besteht und eine Faserbeschichtung aufweist, die mindestens den U-förmigen Kanal bedeckt, wodurch Zersetzung aufgrund von chemischer Wirkung der aufgebrachten Farbe verhindert wird.
Das Rakelmesser gemäß der Erfindung ist darin besonders, dass der Träger aus Metall besteht und eine Faserbeschichtung aufweist, die mindestens den U-förmigen Kanal bedeckt, wodurch Zersetzung aufgrund von chemischer Wirkung der aufgebrachten Farbe verhindert wird.
Die Faserbeschichtung bildet einen Schutzüberzug, der Korrosionsangriff am Metall verhindert. Insbesondere wenn das Metall Aluminium ist, wird ein Vorteil erzielt, da ein relativ leichter Aufbau mit guten mechanischen und chemischen Eigenschaften erhalten wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist darin besonders, dass die Faserbeschichtung Kohlenstofffasern und möglicherweise auch Glasfasern aufweist. Diese Fasern haben gute Beständigkeit gegen die chemischen Zusammensetzungen, die bei den verwendeten Farben, flüchtigen Stoffen und dergleichen auftreten.
Um eine besonders geeignete und dichte Beschichtung mit definierten mechanischen Eigenschaften zu bekommen, wird bevorzugt, dass die Faserbeschichtung durch einen geflochtenen Faserwebstoff ausgebildet ist. Hierdurch kann die Beschichtung dazu beitragen, dem Träger die nötige mechanische Festigkeit zu verleihen.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die aufgebrachte Beschichtung vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,1 und 5 mm hat, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm. So eine Beschichtung kann mittels Druck und Temperatur aufgebracht werden, die keinen Anlass zu Problemen mit unterschiedlichen Kontraktionskoeffizienten während des Beschichtungsprozesses geben.
Die Faserbeschichtung wird gewöhnlich so hergestellt, dass sie gegen Basisfarben und vorzugsweise mit pH-Werten über 8 beständig ist. Jedoch ist die Faserbeschichtung auch gegen azide Farben beständig und kann Aluminiumträgern Schutz geben gegen Säurewirkung, vorzugsweise mit pH-Werten unter 6.
Ein Rakelmesser mit einem Rakelträger wie oben beschrieben ist relativ leicht herzustellen. Daher können die Rakelmesser leicht auf der Vorderseite des Trägers montiert werden, selbst wenn dieser mit einer Faserbeschichtung versehen ist, die nicht nur den U-förmigen Kanal bedeckt, sondern auch die Teile der Vorderseite, an denen die Rakelmesser festgeklemmt werden. In dieser Situation gibt mögliches Farbmaterial, das hinter den Rakel messern in den Zwischenraum zwischen Rakelmesser und Träger eindringt, keinen Anlass zu Korrosionswirkung in diesen Bereichen.
Die in Verbindung mit dem Träger vorgesehene Faserbeschichtung kann aus einem Kohlenstofffaser-Verbundstoff mit den folgenden Eigenschaften bestehen:
Youngscher Modul für das Verhältnis Kohlenstofffaser zu Harz: 140,000 (N/mm²)
Spezifisches Gewicht: 1540 kg/m³
Poissonsches Verhältnis: 0,28 (Kohlenstoffstahl hat 0,29, Weichstahl 0,30, Aluminium 0,33)
Zugfestigkeit: 550 MPa (225.000 psi)
Druckfestigkeit: 890 MPa (129.000)
Eine sichere Betriebstemperatur in feuchtem oder trockenen Zustand ist 55°C. Man kann aber Harze mit erhöhter Temperatur bis zu 80° verwenden.
Tests mit Kohlenstofffaser-Verbundstoff mit den genannten Eigenschaften in Verbindung mit Rakelmessern mit einer Stripper 303 genannten Reinigungslösung und mit NaOH, beide bei pH 14, zeigten die nachfolgenden Ergebnisse:
Stripper 303 bei Umgebungstemperatur in 48 Stunden: keine Reaktion
Stripper 303 bei 50°C in 10 Stunden: Die Kammeroberfläche zeigte mehr Vertiefungen als vor dem Test. Vereinzelt können Fasern in der Oberfläche zu sehen sein.
NaOH-Reinigungslösung bei Umgebungstemperatur in 48 Stunden: keine Reaktion
NaOH bei 50°C in 10 Stunden: Reaktion entsprechend Stripper 303, aber weniger aggressiv.
Während des Experiments trat nach den durchgeführten Tests keine Quellung oder Schrumpfung im Verbundstoff auf. Die erwähnten Temperaturen können mit Hochtemperaturharzen auf 80°C erhöht werden.
Experimente zeigten auch, dass Delaminierung der Faserbeschichtung nur durch Bearbeitungstätigkeiten auftrat, wenn das Laminieren nicht korrekt durchgeführt wurde.
Es zeigte sich, dass unter feuchten oder trockenen Bedingungen 1 bis 1,5 Gewichtsprozent Wasser vom Kohlenstofffaser-Epoxidlaminat absorbiert werden können. Unter trockenen Bedingungen kehrt sich der Prozess ohne unerwünschte Wirkungen um.
Das Verbundstoff-Material quellt im normalen Gebrauch mit Standardfarben oder -reinigungsflüssigkeiten nicht. Sehr starke Hitze über den empfohlenen Temperaturen kann das Epoxidharz verbrennen und quellen lassen.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient für die Kohlenstofffasern ist 0,4 × 10^–6. Der Wärmeausdehnungskoeffizient für Epoxidharz ist 2,5 × 10^–6 in Richtung der Faserachse und in anderen Richtungen 2,5 × 10^–5.
Mit diesen Ausdehnungskoeffizienten gibt es keine Probleme mit unterschiedlicher Wärmelängsausdehnung im Vergleich mit Aluminium während normaler Betriebsbedingungen für ein Rakelmesser.
Beschreibung der Zeichnung
In der beigefügten Zeichnung ist ein schematischer Schnitt durch ein Rakelmesser mit einem Rakelträger gemäß der Erfindung gezeigt.
Man erkennt, dass der Rakelträger 1 eine Vorderseite 2 hat, in der ein U-förmiger Kanal 3 ausgebildet ist. Dieser Kanal bildet einen Teil der Rakelmesserkammer. Die Kammer ist weiterhin von Rakelmessern 4 begrenzt, die auf jeder Seite des U-förmigen Kanals 3 angeordnet sind. Die Kammer wird auf der letzten Seite von einer Druckwalze 5 begrenzt, die in Verbindung mit dem Rakelmesser verwendet wird, um im U-förmigen Kanal 3 enthaltene Farbe 3' zu übertragen.
Der Träger besteht aus Metall und hat eine Faserbeschichtung 6 auf seiner Vorderseite, die zumindest den U-förmigen Kanal 3 bedeckt, sich in der gezeigten Ausführungsform jedoch über die ganze Vorderseite 2 des Trägers erstreckt.

Claims

Rakelträger für ein Rakelmesser zur Anwendung in einer Druckeinheit, welcher Rakelträger (1) eine Vorderseite (2) mit einem U-förmigen Kanal (3) aufweist, der einen Teil der Rakelmesserkammer bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) aus Metall besteht und eine Faserbeschichtung (6) aufweist, die mindestens den U-förmigen Kanal (3) bedeckt, wodurch Zersetzung aufgrund von chemischer Wirkung der aufgebrachten Farbe (3') verhindert wird.
Rakelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbeschichtung (6) Kohlenstofffasern aufweist.
Rakelträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbeschichtung (6) Glasfasern aufweist.
Rakelträger nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbeschichtung (6) durch einen geflochtenen Faserwebstoff ausgebildet ist.
Rakelträger nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beschichtung (6) über die ganze Vorderseite des Rakelträgers (2) erstreckt.
Rakelträger nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) eine Dicke zwischen 0,1 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm hat.
Rakelträger nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelträger (1) aus Aluminium besteht.
Rakelträger nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbeschichtung (6) aus einem Material besteht, so dass sie gegen pH-Werte über 8 beständig ist.
Rakelmesser zur Anwendung in einer Druckeinheit und mit einem Rakelträger (1) mit einer Vorderseite (2) mit einem U-förmigen Kanal (3), der einen Teil der Rakelmesserkammer bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelträger (1) aus Metall besteht und eine Faserbeschichtung (6) aufweist, die mindestens den U-förmigen Kanal (3) bedeckt, wodurch Zersetzung aufgrund von chemischer Wirkung der aufgebrachten Farbe (3') verhindert wird.
Rakelmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium ist und die Faserbeschichtung (6) Kohlenstofffasern aufweist.