DE10202991A1 - Oberfläche für ein Bauteil einer Druckmaschine - Google Patents
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Abstract
Es ist eine Oberfläche für ein Druckmaschinenbauteil zu schaffen, die von Farbe und ölbasierendem Schmutz leicht zu reinigen ist. Das wird dadurch erreicht, dass die Oberfläche des Bauteils eine hydrophile Eigenschaft besitzt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Oberfläche für ein Bauteil einer Druckmaschine, das einer Benetzung und Verschmutzung mit Druckfarbe ausgesetzt ist.
- In Druckmaschinen ist ein erheblicher Teil der Bauelemente einer Verschmutzung, insbesondere durch Farben, ausgesetzt. Diese Verschmutzungen bedingen oftmals einen hohen Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand, der sich in den teils hohen Instandhaltungskosten niederschlägt.
- Um Schmutz jeder Art, wie beispielsweise Farbe oder Papierstaub, selbstständig abzuweisen, wird gemäß der DE 199 14 136 A1 vorgeschlagen, die Oberfläche für Maschinenteile in Druckmaschinen mit einer eine Selbstreinigungsfähigkeit besitzenden, mikrostrukturierten Beschichtung zu versehen. Es wird beispielsweise vorgeschlagen, eine hydrophobe und oleophobe Eigenschaften aufweisende Beschichtung vorzusehen. Bei den antiadhäsiven Beschichtungen wird versucht, eine möglichst geringe Oberflächenenergie sowohl im dispersen wie auch im polaren Anteil zu erzielen. Die kommerziell erhältlichen Beschichtungssysteme erfüllen zwar dieses Kriterium hinreichend, liefern bisher allerdings für Anwendungen in der Druckindustrie mit ihren hochpastösen Verschmutzungen bestenfalls befriedigende Ergebnisse.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Oberfläche für ein Bauteil einer Druckmaschine zu schaffen, die von Farbe und ölbasierendem Schmutz leicht zu reinigen ist.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dank der hydrophilen Eigenschaft der Oberfläche des Bauteils ist es möglich, selbst starke Verschmutzungen mit einer wasserbasierenden Reinigungsflüssigkeit, vornehmlich Wasser, zu entfernen. Die Reinigungsflüssigkeit unterwandert dabei die Verschmutzung, welche somit leicht weggespült werden kann.
- Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
- Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Oberfläche findet beispielsweise Anwendung bei Waschanlagen für Farbwerke und Gummitücher, Auffangwannen, Rakelwannen, Rakeln, Schutzeinrichtungen, Papierleitwalzen, Spritzblechen, Tropfblechen, Feuchtwerken, Farbkästen, Farbrührwerken, Trichtern, Ableitern in Falzwerken und anderem.
- Die hydrophile Oberfläche des Bauteils kann von Bulk-Materialien, von Werkstoffen also, aus denen das Bauteil massiv gefertigt ist, oder von einer Beschichtung auf dem Bauteil gebildet werden. Geeignete Werkstoffe für diese Varianten sind:
- 1. Hydrophile Systeme
- 2. Systeme mit hydrophil funktionalisierten Oberflächen (z. B. OH-, COOH-, COOM-, NH2-, CFx-Gruppen etc.)
- 3. Kristalline, teilkristalline, amorphe oder glasartige Oberflächen mit hydrophilem Charakter
- 4. Metalloberflächen mit hydrophilem Charakter, z. B. Chrom
- 5. Oxidische Systeme mit hydrophilem Charakter, z. B. TiO2, CeO2, ZrO2
- 6. Keramische Systeme mit hydrophilem Charakter, z. B. Perowskite, wie Y:ZrO2 SrTiO3 BaTiO3 etc.
- 7. Hydrophile Polymere
- 8. Hydrophile Copolymere
- 9. Hydrophil funktionalisierte Polymere (Hauptkette, Seitenkette)
- 10. Polymerblends mit hydrophiler Eigenschaft
- 11. Polymerkomposite mit hydrophiler Eigenschaft
- 12. Gast-Wirt-Systeme mit hydrophilem Charakter (Polymermatrix mit eingelagerten Molekülen, die eine Hydrophille erzeugen).
- Nachfolgend werden Verfahren genannt, mit denen vorteilhaft Beschichtungen mit den genannten Werkstoffen auf Bauteilen vorgenommen werden können. Die mit den Verfahren verarbeitbaren Werkstoffe sind angegeben (Nennung der Positionsziffern gemäß vorangegangener Werkstoffauflistung).
- Ebenfalls kann die Hydrophilie der Oberfläche durch strukturelle (topographische) Gestaltungen geschaffen oder insbesondere positiv beeinflusst werden, z. B. durch:
- - Spezielle Strukturierungen der Oberfläche im Mikro- bzw. Nanobereich, also im Größenbereich von 10-3 bis 10-6 Millimetern, hergestellt beispielsweise nach der Schichtherstellung, z. B. mit Hilfe von Laserstrahlung, oder auch während der Schichtherstellung durch Prägeverfahren und/oder geeignete Depositionsparameter.
- - Definierte Oberflächenrauigkeiten (beispielsweise im Bereich Ra ≍ 0,2 bis 50 µm), z. B. durch bestimmte Depositionsparameter oder Verfahren.
- Mit den oben angeführten Systemen kann zum einen eine Hydrophilie dauerhaft hergestellt werden, zum anderen aber kann sich auch ein zeitabhängiges Verhalten einstellen. Hierbei nimmt die Hydrophilie mit der Zeit ab. Um die ursprüngliche Hydrophilie wieder herzustellen, kann die Oberfläche chemisch und/oder physikalisch behandelt werden, nämlich durch:
- - Säuren und Laugen und deren Salze, z. B. Carbonsäuren, Sulfonsäuren, anorganische Säuren, Mineralsäuren, etc., Metallhydroxide und -oxide
- - Salzlösungen, z. B. Phosphate, Citrate
- - Tensidlösungen (kationisch, anionisch, nichtionisch) und ihre Salze
- - Kombinationen oben genannter Systeme mit und ohne Zusatzstoffe
- - Bestrahlung mit energiereichen Teilchen, z. B. UV-Bestrahlung, Elektronenstrahlen
- - Aktivierung durch elektrische Felder, z. B. Corona-Entladung.
- Zur Aktivierung stehen hier unter anderem auch kommerziell erhältliche Systeme, wie Platten-/Walzen-Reiniger, wie Hydrocer-Clean, Ozasol, DICOwipe, DICOclean, Normakleen, etc. zur Verfügung, die nach den oben genannten Oberflächenaktivierungen funktionieren. Oftmals kann hier auch nur eine Scheinhydrophilierung (d. h. durch die Zusätze wird die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt und somit eine bessere Benetzung auf der entsprechenden Oberfläche erreicht) auftreten, die aber denselben gewünschten Effekt erzielt.
Claims (33)
1. Oberfläche für ein Bauteil einer Druckmaschine, das einer Benetzung und
Verschmutzung mit Druckfarbe ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche des Bauteils eine hydrophile Eigenschaft besitzt.
2. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem hydrophilen System gebildet wird.
3. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem System mit einer hydrophil funktionalisierten
Oberfläche gebildet wird.
4. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem kristallinen, teilkristallinen, amorphen oder glasartigen
Stoff mit hydrophilem Charakter gebildet wird.
5. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem Metall mit hydrophilem Charakter gebildet wird.
6. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem oxidischen oder keramischen System mit hydrophilem
Charakter gebildet wird.
7. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem hydrophilen Polymer, hydrophilen Copolymer oder
hydrophil funktionalisierten Polymer gebildet wird.
8. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem Polymerblend mit hydrophiler Eigenschaft gebildet
wird.
9. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem Polymerkomposit mit hydrophiler Eigenschaft gebildet
wird.
10. Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche von einem Gast-Wirt-System mit hydrophilem Charakter gebildet
wird.
11. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
erzeugte Beschichtung ist.
12. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch physikalische Gasphasenabscheidung
(PVD) erzeugte Beschichtung ist.
13. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Transportreaktionen erzeugte Beschichtung
ist.
14. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch thermisches Verdampfen erzeugte
Beschichtung ist.
15. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Elektronenstrahl-Verdampfen erzeugte
Beschichtung ist.
16. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Plasma- oder Flammspritzen erzeugte
Beschichtung ist.
17. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Sputtern erzeugte Beschichtung ist.
18. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch einen Sol-Gel-Prozess erzeugte
Beschichtung ist.
19. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch ein Tauchverfahren
erzeugte Beschichtung ist.
20. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch ein Spritz-
Lackierverfahren erzeugte Beschichtung ist.
21. Oberfläche nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche eine durch ein galvanisches Verfahren erzeugte Beschichtung ist.
22. Oberfläche nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberfläche eine durch elektrolytische oder autokatalytische Abscheidung
erzeugte Beschichtung ist.
23. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Laserablation erzeugte Beschichtung ist.
24. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine durch Plasma-Immersions-Ionen-Implantation
erzeugte Beschichtung ist.
25. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch Polymerisation
(radikalisch, ionisch, anionisch, kationisch) erzeugte Beschichtung ist.
26. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch Copolymerisation erzeugte
Beschichtung ist.
27. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch polymeranaloge
Reaktionen erzeugte Beschichtung ist.
28. Oberfläche nach einem der Ansprüche 2, 3, 7, 8, 9, 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine durch Plasmapolymerisation
erzeugte Beschichtung ist.
29. Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass das Bauteil massiv aus dem Werkstoff der Oberfläche besteht.
30. Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine dauerhafte hydrophile Eigenschaft aufweist.
31. Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hydrophilie der Oberfläche mittels einer chemischen und/oder
physikalischen Behandlung auffrischbar ist.
32. Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine spezielle Strukturierung im Mikro- oder
Nanometerbereich aufweist.
33. Oberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche eine spezielle Oberflächenrauigkeit aufweist.
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