РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ВАЛИКИ Российский патент 2017 года по МПК B41N7/00 

Изобретение относится к жесткому валику, способу его изготовления и использования.

Среди методов печати офсетная печать по-прежнему является преобладающей технологией. Она используется для печати газет, журналов, каталогов, упаковки и т.п. При офсетной печати подготавливается печатная форма, обычно тонкая алюминиевая пластина. Она крепится с натяжением к формному цилиндру и соприкасается с красочным аппаратом и демпфирующей системой печатного станка. Олеофильные области печатной формы притягивают типографскую краску, а в гидрофильных областях типографская краска отсутствует.

С формного цилиндра печатная краска переносится на офсетное полотно, установленное на офсетный или смещенный цилиндр. После этого с офсетного цилиндра типографская краска переносится на носитель для осуществления печати при помощи печатного цилиндра или другого офсетного цилиндра.

Для создания равномерного слоя типографской краски она наносится из емкости через специальный красочный аппарат. В красочном аппарате типографская краска обычно проходит через несколько валиков краскотерки. Жесткие валики (распределительные валики) и упругие валики (красочные валики) расположены в ней попеременно.

Распределительные валики обычно состоят из стального сердечника с покрытием из рилсана, поэтому зачастую они называются рилсановыми валиками. Обычно они изготавливаются следующим образом: гладкий стальной сердечник нагревают, а затем помещают, вращая, в ванну с рилсановым порошком (особый вид полиамида). Рилсановый порошок расплавляется при соприкосновении с горячим сердечником, создавая при этом относительно равномерное покрытие. Качество поверхности покрытия недостаточно высокое для использования при офсетной печати, поэтому оно должно быть дополнительно обработано, например, путем шлифования.

Недостатком данного способа является себестоимость (дорогостоящий процесс шлифования и смывания материала предыдущего покрытия), а также большая толщина слоя. Добиться толщины слоя менее 100 мкм затруднительно. Между тем, это желательно, особенно при использовании распределительных валиков с внутренним охлаждением, применяемых в настоящее время на многих печатных машинах. Слишком толстое покрытие препятствует эффективному рассеиванию тепла с поверхности распределительного валика.

В патентном документе EP 0942833 B1 раскрыт красочный валик с покрытием из эластомерного материала, например, сополимера бутадиена с нитрилом, фенольной смолы, эпоксидной смолы, полиуретана или другого нанесенного на валик материала.

В патентном документе DE 102007062940 рассмотрены валики, покрытие которых преимущественно состоит из фторированных полимеров.

Задачей изобретения является разработка валиков и способов их изготовления, преодолевающих вышеупомянутые недостатки известных решений.

Указанная задача решается в способе изготовления жесткого валика, включающего в себя этапы, на которых:

- подготавливают сердечник валика;

- наносят жидкое покрытие на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера с получением слоя толщиной от 1 до 1000 мкм;

- отверждают жидкое покрытие на сердечнике валика;

при этом температуру валика регулируют путем его внутреннего нагрева или охлаждения.

Таким образом, согласно изобретению на первом этапе подготавливают сердечник валика. Обычно сердечники валиков изготавливаются из металла, в особенности из стали или алюминия. Однако также существуют и неметаллические сердечники валиков, например, изготовленные из керамики, стеклопластика (GFRP) или углепластика (CFRP).

Сердечник валика согласно изобретению предназначен для валика с внутренним нагревом или охлаждением. Валики с внутренним нагревом или охлаждением - это валики, температура которых может регулироваться при помощи теплоносителя. Теплоноситель может быть жидкостью или даже воздухом с регулируемой температурой. Системы с температурным регулированием обычно используются для охлаждения. Соответствующие валики известны, например, из патентного документа DE 93169324.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения шероховатость Rz сердечника валика может составлять от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 1 до 30 мкм.

На упомянутый сердечник валика наносится жидкое покрытие. Состав покрытия по существу содержит полиимидные или полиамидные форполимеры. Полиимиды - это полимеры, содержащие группу (C=O)-NR-(C=O). Полиамидимиды - это сополимеры, состоящие из полиимидных (C=O)-NR-(C=O) и полиамидных (C=O)-NR₂-звеньев. Исходными материалами для получения полиимидов являются предпочтительно ароматические и алифатические диамины с диангидридами ароматической тетракарбоновой кислоты. Вместо диаминов также могут использоваться диизоцианиты. На первом этапе получают полиаминовую кислоту, которая затем вступает в дополнительную реакцию, образуя полиимид. В свою очередь, исходными материалами для полиамидимидов предпочтительно являются ангидриды ароматической трикарбоновой кислоты с ароматическими или алифатическими диаминами или диизоцианитами.

«Форполимеры» - это смеси вступающих в реакцию мономеров, которые частично, но не полностью вступили в реакцию по образованию полимера. В случае полиимидных или полиамидимидных форполимеров реакция вулканизации происходит после нанесения на сердечник валика. Вулканизация достигается или ускоряется при помощи нагрева.

Что касается толщины слоя, то, в принципе, было установлено, что диапазон от 1 до 1000 мкм является подходящим, а диапазон от 10 до 200 мкм или от 20 до 120 мкм - предпочтительным.

При использовании покрытия на основе главным образом полиимидного или полиамидимидного форполимера, его состав может содержать другие материалы, в частности, наполнители, присадки, красители и т.п. Предпочтительно покрытие в качестве основного составляющего компонента содержит полиимидный или полиамидимидный форполимер (≥50% по весу).

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения покрытие содержит в качестве упомянутых форполимеров только полиимидные форполимеры.

Согласно другому варианту осуществления изобретения покрытие содержит только полиамидимидные форполимеры.

Покрытие может также содержать как полиимидные форполимеры, так и полиамидимидные форполимеры.

Другим объектом изобретения является валик, покрытие которого содержит полиимидный форполимер, а полиамиды и полиамидимиды содержатся в покрытии дополнительно.

Состав покрытия валика может содержать разжиженные полиимиды вместо имидных форполимеров.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения покрытие дополнительно содержит полиамиды или форполимеры полиамидов. Предпочтительно соотношение полиимидных форполимеров к полиамидам+полиамидным форполимерам составляет от 10:0 до 10:9.

В частности, покрытие также может содержать разжиженные полиамидимиды. Подходящими способами нанесения жидкого покрытия являются, в частности напыление, нанесение покрытия ножевым устройством, нанесение тонкослойного покрытия методом центрифугирования или методом «кольцевой» экструзии.

После нанесения жидкое покрытие отверждается в процессе вулканизации, т.е. дополнительной реакции по образованию полимера. Если форполимер содержит растворитель, то отверждение сопровождается высушиванием/испарением растворителей. Нанесенный материал согласно изобретению предпочтительно имеет качественную, равномерную поверхность, не требующую шлифовки после вулканизации.

В результате возможно получить слой малой толщины, обеспечивающий достаточный теплоотвод при низкой себестоимости производства. Кроме того, валик согласно изобретению обладает отличными качествами для процесса печати: высокой износостойкостью, высокой химической стойкостью, хорошей поглощаемостью типографской краски, хорошей отдачей типографской краски, а также хорошими очистными свойствами. Такие свойства также обеспечиваются за счет того, что поверхность не шлифуется, поэтому на ней нет пор, а следовательно, она устойчива к образованию отложений в процессе печати.

Изобретение также относится к жесткому валику с внутренним нагревом или охлаждением, который может быть получен способом согласно изобретению. Валик согласно изобретению содержит сердечник и отвержденное, предпочтительно неотшлифованное покрытие на основе полиимида, нанесенное на сердечник слоем толщиной от 1 до 1000 мкм.

Покрытие валика согласно изобретению может иметь модуль упругости от 0,5 до 500 МПа.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения шероховатость Rz сердечника валика составляет от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 1 до 30 мкм. Нанесение покрытия может приводить к уменьшению шероховатости. Как правило, шероховатость отвердевшего покрытия ниже шероховатости сердечника валика.

Изобретение также относится к способу регулирования заданной шероховатости валика, в котором на сердечник валика с определенной шероховатостью наносят покрытие для получения валика с определенной шероховатостью покрытия.

В частности, валик согласно изобретению может использоваться в качестве валика с внутренним нагревом или охлаждением и/или в качестве качающегося валика. Валики с внутренним нагревом или охлаждением используются для рассеивания тепла во время процесса прокатки и создания за счет этого равномерных условий для печати. «Качающийся» означает, что валик во время использования (т.е. вращения) возвратно-поступательно перемещается в аксиальном направлении для улучшения равномерности распределения слоя типографской краски.

Между тем, валики с покрытием на основе полиимида или полиамидимида подходят не только в качестве валиков с внутренним нагревом или охлаждением, но также и без нагрева или охлаждения. Их изготовление упрощается за счет отсутствия необходимости в шлифовке поверхности. В частности, шероховатость поверхности покрытия может достигаться за счет выбора шероховатости сердечника валика и толщины покрытия.

Кроме того, изобретение также относится к применению жесткого валика, полученного способом, включающим в себя подготовку сердечника валика; нанесение жидкого покрытия на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера с получением слоя толщиной от 1 до 1000 мкм; отверждение жидкого покрытия на сердечнике валика; в качестве распределительного или рилсанового валика.

Изобретение также относится к красочному аппарату, содержащему жесткие распределительные валики и упругие валики, причем по меньшей мере один жесткий валик изготовлен способом, включающим в себя подготовку сердечника валика; нанесение жидкого покрытия на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера с получением слоя толщиной от 1 до 1000 мкм; отверждение жидкого покрытия на сердечнике валика.

Валики согласно изобретению могут использоваться, в частности, в качестве распределительных или рилсановых валиков. Предпочтительной областью их применения является офсетная печать.

Изобретение дополнительно поясняется следующими примерами.

На чертеже показан красочный аппарат с красочным валиком 1, дукторным валиком 2, распределительными валиками 3, передаточными валиками 4 и накатными валиками 5.

Пример 1

Раствор полиаминовой кислоты наносят на стальной сердечник при помощи метода центрифугирования тонкопленочных покрытий. Материал, вращаясь, нагревается таким образом, чтобы значительная часть растворителя испарялась. Это позволяет сохранить устойчивость покрытия после прекращения вращения. Затем валик подвергают отжигу при температуре до 250°С. Пробная печать с использованием такого валика показала отличные результаты.

Пример 2

В способе из Примера 1 использовался стальной сердечник с шероховатостью Rz 15 мкм. У покрытия толщиной 80 мкм согласно Примеру 1 шероховатость Rz поверхности составляет 2,2 мкм. У покрытия с толщиной слоя 30 мкм Rz составляет примерно 5 мкм, т.е. шероховатость покрытия может регулироваться за счет подбора толщины покрытия.

Изобретение относится к распределительному валику для офсетной печати, содержащему сердечник валика, который является внутренне нагреваемым или охлаждаемым и имеет шероховатость Rz от 0,1 до 100 мкм, и слой отвержденного покрытия на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера в количестве ≥50% по весу покрытия, при этом указанный слой имеет толщину от 1 до 1000 мкм и модуль упругости, находящийся в диапазоне от 0,5 до 500 МПа. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Распределительный валик для офсетной печати, содержащий сердечник валика, который является внутренне нагреваемым или охлаждаемым и имеет шероховатость Rz от 0,1 до 100 мкм, и слой отвержденного покрытия на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера в количестве ≥50% по весу покрытия, при этом указанный слой имеет толщину от 1 до 1000 мкм и модуль упругости, находящийся в диапазоне от 0,5 до 500 МПа.

2. Валик по п. 1, в котором сердечник валика имеет шероховатость Rz от 1 до 30 мкм.

3. Валик по п. 1, в котором покрытие дополнительно содержит полиамид, полиамидные форполимеры или полиамидимиды, наполнители, присадки, красители и/или смеси из них.

4. Валик по п. 1, в котором толщина слоя покрытия составляет от 10 до 200 мкм, предпочтительно от 20 до 120 мкм.

5. Валик по п. 1 или 2, в котором жидкое покрытие нанесено напылением, или посредством ножевого устройства, или методом центрифугирования тонкослойного покрытия, или методом кольцевой экструзии.

6. Валик по п. 1, в котором покрытие отверждено путем вулканизации форполимера, и дополнительно - с одновременным с высушиванием растворителя.

7. Валик по п. 1, в котором покрытие после отверждения не отшлифовано.

8. Валик по п. 1, в котором шероховатость сердечника валика выше шероховатости отвержденного покрытия.

9. Валик по п. 1, который является валиком с внутренним нагревом или охлаждением и/или качающимся валиком.

10. Способ изготовления распределительного валика для офсетной печати по любому из пп. 1-9, включающий в себя этапы, на которых:

- подготавливают сердечник валика с шероховатостью Rz от 0,1 до 100 мкм, который является внутренне нагреваемым или охлаждаемым;

- наносят жидкое покрытие на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера в количестве ≥50% по весу покрытия с получением слоя толщиной от 1 до 1000 мкм; и

- отверждают жидкое покрытие на сердечнике валика с получением слоя отвержденного покрытия, имеющего модуль упругости в диапазоне от 0,5 до 500 МПа.

11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что нанесение жидкого покрытия осуществляют напылением, или нанесением ножевым устройством, или методом центрифугирования тонкослойного покрытия, или методом кольцевой экструзии.

12. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что покрытие отверждают путем вулканизации форполимера и дополнительно с одновременным высушиванием растворителя.

13. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что покрытие после отверждения не шлифуют.

14. Способ по любому из пп. 10-13, характеризующийся тем, что покрытие дополнительно содержит полиамид, полиамидные форполимеры, полиамидимиды, наполнители, присадки, красители и/или смеси из них.

15. Красочный аппарат, содержащий распределительные валики и упругие валики, в котором по меньшей мере один распределительный валик является валиком по любому из пп. 1-9.

16. Способ регулирования шероховатости распределительного валика для офсетной печати, включающий в себя этапы, на которых:

- подготавливают сердечник валика;

- наносят жидкое покрытие на основе полиимидного или полиамидимидного форполимера в количестве ≥50% по весу покрытия;

в котором шероховатость Rz сердечника валика находится в диапазоне от 0,1 до 100 мкм и толщину слоя покрытия выбирают из диапазона от 1 до 1000 мкм для получения заданной шероховатости валика.