表面結構化的與承印物接觸的面的製作方法

2023-04-25 02:44:36 2

專利名稱：表面結構化的與承印物接觸的面的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種表面結構化的、與承印物接觸的面。此外本發明還涉 及一種用於電鍍地製造表面結構化的面的方法。
背景技術：
在加工承印物的機器、例如印刷機中，承印物沿傳送路徑被傳送並加 工，尤其被印刷。在這方面已公知，承印物、例如紙張通過使用傳送滾筒 (轉移滾筒，翻面滾筒，對壓滾筒)來傳送，其中在傳送滾筒的表面上設 有結構化的、即具有結構高部的滾筒包襯。在此，滾筒包襯的結構化減小 了承印物在包襯上的接觸面，以致尤其可避免在傳送時先前印刷且被翻面 的承印物上的油墨淤積到滾筒包襯上。此外結構化的高部固定住承印物， 以致可避免承印物與滾筒包襯之間的相對運動及由此可避免印刷圖像的損 壞。
DE39 31 479 Al描述了作為包襯的薄膜設有一個化學上穩定的、耐磨 損、不可壓縮的支承層，例如鎳或鉻層，該層具有相同高度的球碗或粗糙 部分及具有一個矽覆層。在此該薄膜的覆層使薄膜的拒油墨特性進一步改 善並有效地避免油墨的脫落。
DE 100 63 171 Al描述了一種在最好用於正反面印刷的單張紙印刷機 中用於對壓滾筒及頁張引導滾筒的滾筒表面成型件，該成型件具有均勻分 布的高部並具有構造成易淨化層的表面覆層。高部之間的間距約在20與 100pm之間，而易淨化層作為厚度在10nm與2pm之間的變粗糙的顯微結
構被覆蓋在高部上。
DE 198 03 787 Al描述了一種具有疏水特性的結構化的表面，它例如可 通過電鍍沉積來製造。該結構化表面具有平均高度為50nm至10pm及平均 間距為50nm至10拜的高部。這些高部可被沉積在平均高度為10拜至lmm 及平均間距為10nm至lmm的一個上層結構上。此外WO 2006/112696 A2公開了用於電鍍製造結構化表面的方法，這 些結構化表面尤其可使用在印刷機中作為引導承印物的表面。藉助該公開 的製造方法可以有針對性地調整結構高部的間距及其形狀和高度。為此在 一個導電基質上施加電絕緣區域(圓形的光阻劑區域)並在該區域上電鍍 地附晶生長。在此形成一個孔結構，在該孔結構上再電鍍地附晶生長，由 此形成帶有峰-谷結構形式的表面結構化的面。在此，結構高部(峰)的間 距相應於光阻劑區域的間距並且可通過對電鍍附晶生長的控制有針對性地 影響其火山口形狀的造型，尤其是其高度。
在製造這種結構化表面時雖然可通過光阻劑區域的相應間距使各個結 構高部的間距選擇得這樣大，以致結構化表面具有單位面積儘可能少的支 承點和與待傳送的承印物儘可能少的接觸點。在同時減小每個結構高部的 相應支承區域時可減小油墨的開裂和由結構高部引起的剌口 (所謂"白斑") 對印刷圖像的損壞。但另一方面存在一個問題，即在結構高部的間距相應 大的情況下承印物與結構高部之間的表面發生接觸，在這些接觸部位上發 生油墨淤積。

發明內容
本發明的任務在於，提供一種相對於現有技術改進的、與承印物接觸 的、表面結構化的面，它這樣構成，以致能可靠地引導承印物並且不損壞 或不影響承印物上的印刷圖像。
本發明的另一個或變換的任務在於，提供一種相對於現有技術改進的、 用於電鍍地製造表面結構化的面的方法，它允許以簡單的方式製造這樣構 成的表面，以致能夠可靠地、無損壞地輸送承印物。
根據本發明，該任務通過一種表面結構化的、與承印物接觸的面和一 種用於電鍍地製造表面結構化的面的方法來解決。
本發明的有利的進一步構型可由從屬權利要求和後面的說明及附圖中 得知。
提出一種表面結構化的、與承印物接觸的面，其中表面結構化包括 第一結構高部，它們彼此具有最小間距Al和各自的高度B1;第二結構高 部，它們彼此具有最小間距A2和各自的高度B2，具有B2〈B1，其特徵在 於間距A1與A2的比例在10:1至1:1的範圍中。因此，根據本發明，與承印物接觸的面具有表面結構化，它包括高的
和矮的結構高部，其中，矮的結構高部(高度為B2的結構高部)位於高的 結構高部(高度為B1的結構高部)之間。但這些矮的結構高部不是如現有 技術中描述的那樣構造成上層結構上的子結構，而是相互也具有間距，這 些間距在高的結構高部的間距的數量級的範圍中，最大達高的結構高部的 間距的約十分之一。因此該表面結構化的優點有利地在於，分別隔開間距 的高的和矮的結構高部相交替，以致由高的結構高部支承的承印物基於位 於高的結構高部之間的扁平的中間區域中的矮的結構高部而不能與該扁平 的中間區域接觸。以此方式可有效避免高的結構高部之間的幹擾性的油墨 淤積。也減少了所謂"白斑"的形成。
間距Al與A2的比例尤其可在5:1至1:1的範圍中，優選在3:1至1:1 的範圍中，特別優選在2:1至1:1的範圍中。根據一個簡單的實施方式，在 兩個大的結構高部之間各設置一個小的結構高部。
最小的間距Al優選確定為相鄰的第一結構高部的平均間距，最小的間 距A2優選確定為相鄰的第二結構高部的平均間距。在這裡，"相鄰的結構 高部"是高度基本相同的彼此最靠近的結構高部。
根據本發明的另一優選實施方式，在結構高部之間構成平面的水平區 域。這尤其意味著在基部擴寬的結構高部或者說它們的彎曲部不是彼此 直接過渡，而是通過平面的水平區域彼此分開。
根據本發明的另一優選實施方式，間距Al和間距A2分別在約50pm 至約500pm的範圍中，最好分別在約5(Him至約200^im的範圍中。
根據本發明的另一優選實施方式，高度Bl在約5pm至約5(Hrni的範圍 中，最好在約10nm至約30jim的範圍中，高度B2在約2pm至約25[xm的 範圍中，最好在約5pm至約15pm的範圍中。
根據本發明的另一優選實施方式，第一結構高部具有第一支承區域， 第一支承區域具有第一有效支承面積Cl ，第二結構高部具有第二支承區域， 第二支承區域具有第二有效支承面積C2，其中Cl在約3^11112至約30pm2 的範圍中，C2在約l^m^至約5^ir^的範圍中。"有效支承面積"的概念結 合圖4詳細說明。
在本發明範圍中還考慮加工承印物的機器，尤其是印刷機，或用於平 版膠印的加工單張紙的輪轉印刷機，其特徵在於具有至少一個如上針對本發明所述的與承印物接觸的面。最好這樣的面被接收在引導承印物的滾筒上。
提出一種按照本發明的用於電鍍地製造表面結構化的面的方法，其中， 在一個導電基質上構成彼此隔開的、電絕緣的區域，其特徵在於構成具
有直徑Dl和彼此間的最小間距Al的第一電絕緣區域以及具有直徑D2和 彼此間的最小間距A2的第二電絕緣區域，其中，間距A1和A2的比例在 10:1至1:1的範圍中，其中D2〈D1。
在實施根據本發明的方法時可通過構成具有不同直徑的電絕緣區域來 產生不同高度的(優選高的和矮的)結構高部，為此它們根據本發明以彼 此隔開間距的方式布置，如以上針對根據本發明的面所描述的那樣。
根據本發明方法的一個優選的進一步構型規定，將基質置入一個電鍍 浴中，電絕緣區域至少部分地被電鍍地附晶生長，所產生的孔結構電鍍成 型出，所產生的表面結構化的面與孔結構分離。
根據本發明方法的另一優選的進一步構型規定，為了製造用於構成面 族的模子，所產生的表面結構化的面電鍍地成型出，該面族是多個由該模 子成型出的面。


本發明的有利的進:步構型:、下面參照附圖^助至少二個優選實施例詳細
解釋本發明以及本發明的其它在結構和功能上有利的進一步構型。
附圖表示
圖1 根據本發明的面的一個優選實施例在製造階段的示意性剖面； 圖2 根據本發明的面的一個優選實施例的示意性剖面； 圖3 根據本發明的面的一個優選實施例的俯視圖；及 圖4 根據本發明的面的結構高部。 在附圖中彼此相應的元件分別設置相同的標記。
具體實施例方式
圖1中所示的根據本發明的面的一個優選實施例示出一個導電基質2 連同施加在其上的電絕緣的區域4a及4b,其中區域4a具有直徑Dl，該直徑大於區域4b的直徑D2。區域4a和4b最好用所謂的"光阻劑"製成並 且基本上圓形地施加。在此，直徑Dl和D2應理解為相應圓形區域4a和 4b的平均直徑。在這裡，較大區域的直徑Dl最好在約75至lOOpm的範圍 中，而較小區域的直徑D2最好在約30至70jim的範圍中。
帶有施加在其上的電絕緣區域4a及4b的導電基質2接著被置入電鍍 浴中。在該電鍍浴中，如圖1中所示，電絕緣區域4a和4b附晶生長，其 中產生例如由鎳構成的孔結構6。該孔結構6接著可被鈍化並在一個電鍍浴 中在鎳中成型出。在此產生具有結構化表面的面8，在下一方法步驟中該面 可與孔結構6離開。
在此可有目的地調整孔結構6中的孔或者面8的結構高部10a和10b。 為此相應地設置電絕緣區域4a及4b各自的直徑Dl及D2和相互間距Al 及A2並且相應地控制電鍍過程、尤其是它的持續時間。在此通過電絕緣區 域4a及4b的附晶生長可達到:產生第一結構高部10a和第二結構高部10b, 其中第一 (高的)結構高部10a比第二 (矮的)結構高部10b高。
面8在離開孔矩陣結構6後可被鈍化，例如藉助鉻，並且再被電鍍成 型。在此產生的模子可被用來構造一族具有結構化表面的面8，其中基於該 模子可通過電鍍成型產生多個帶有結構化表面的面。關於該電鍍製造方法 以及構造一族具有結構化表面的面尤其參考WO2006/112696 A2的公開內 容。
圖2中表示以此方式製造的具有結構化表面的面8，其中結構化表面、 尤其是結構高部10a及10b設置有層12，該層優選由鎳並附加鉻構成或僅 由鉻構成，並且設置有排斥油墨的覆層14，該覆層優選為矽或所謂溶膠凝 膠(Sol-Gel)。
由圖2還可看出第一結構高部10a具有平的支承面16，而第二結構 高部10b不具有這種平的支承面，而是具有尖18。第一和第二結構高部10a 和10b的支承區域構造成平的支承面還是尖，取決於電絕緣區域4a和4b 的直徑以及時間控制，尤其是電鍍過程的持續時間。因此，也可以與圖1 及2中所示相反，結構高部10a具有尖而不是基本平面的支承面16。
在圖2中面8設置有第一結構高部10a，它們以相應的最小相互間距 Al布置。這裡最小間距A1應看作相鄰結構高部的平均間距。參照圖3在 這裡要注意，"相鄰結構高部"的概念應被視為這個間距 一個結構高部到與其最鄰近的相同高度的結構高部所具有的間距。此外圖2中還表示， 表面8具有第二結構高部10b，它們以相鄰結構高部的最小間距或平均間距 A2布置，其中在所選擇的實施例中間距A2與間距Al基本一致，g卩，根 據該實施例間距Al與A2的比例為1:1。對此變換地，在第一結構高部10a 可設置多個第二結構高部10b，最好兩個、三個或四個(根據本發明最多十 個)這樣的第二結構高部10b，其中，間距Al與A2的比例則為2:1, 3:1 或4:1 (或直到10:1)。
根據本發明，面8在第一結構高部10a之間的平的水平面20的區域中 設置有補充的第二結構高部10b,以避免待傳送的承印物與在主要設置用於 傳送承印物的第一結構高部10a之間的平的水平面20之間接觸。在面8根 據本發明構型的情況下還可改善其所謂的"應急運行特性"，即在覆層14 或者甚至層12磨損並且承印物在平的水平面20的區域中接觸的情況下通 過所設置矮的結構高部10b能儘可能避免可能的油墨淤積。
間距Al和A2分別在約50|im至約500拜的範圍中，最好為約200nm。 第一結構高部10a及第二結構高部10b的高度Bl和B2最好為約20pm及 約5pm。層12的層厚dl在0.5nm到20pm之間，最好小於5pm，特別優 選在約2拜。覆層的層厚d2最好在lpm以下範圍中，特別優選在使用溶膠 凝膠覆層情況下在納米範圍中。
由圖2還可看出，通過層12、例如鎳層可導致結構高部10a及10b的 變圓，其中這樣變圓的結構高部具有的優點是，它們深度較小地壓入待傳 送的承印物中並且由此對印刷圖像造成的損害(所謂"白斑")較小。這 樣變圓的結構的另一優點在於，可消除側凹並且結構總體變得平滑，以致 在清洗該結構化表面時不會使所使用的清洗布的絨毛保留掛在該結構中。
圖3中所示的面8的俯視圖表示第一和第二結構高部10a及10b和它 們各自的相互間距Al及A2。在該優選實施例中結構高部10a及10b分別 以方形格柵的形狀布置，其中，較小的升高結構部分10b正好位於較大的 結構高部10a之間。此外在圖3中還可看出，結構高部10a和10b各具有擴 寬的基部22a或22b以及各具有一個有效的支承面24a或24b。
圖4中示例性表示出一個結構高部，藉助該圖將說明"有效支承面" 的概念。所示結構高部26用其尖部分地壓入要輸送的承印物28中。因此 結構高部26的尖的區域構成一個支承區域30，承印物28在該支承區域中位於結構高部26上並被該結構高部26支承及傳送。根據結構高部26的尖 壓入承印物28的深度，對於對應的結構高部26得到一個(在該圖中以橫 截面用虛線示出的)有效支承面32,當結構高部26在支承區域30中不構 成承印物28可位於其上的平的支承面積時，該有效支承面代表用於承印物 28的結構高部26。在這裡第一結構高部10a和第二結構高部10b的有效支 承面積用Cl和C2表示，以pi^為單位。面18的總支承份額(有效支承面 積的和)最好在約5%至約10%的範圍中。
替換圖3中所示的結構高部規則布置，也可以隨機布置，該布置有利 地避免了被傳送的承印物中可用肉眼看出的莫阿圖紋(Moir6-Muster)。變 換地，也可使不同的面或滾筒包襯的結構高部規則地但以不同的網紋角度 布置，以避免莫阿效應(可比較不同的分色)。
此外(變換地或附加地)還可以隨機選擇電絕緣區域的直徑並由此達 到結構高部的高度的隨機分布。
參考標記
2基質(導電)
4a第一區域(電絕緣)
4b第二區域(電絕緣)
6孔結構
8具有結構化表面的面
10a第一結構高部
10b第二結構高部
12層
14覆層
16平的支承面
18尖
20平的水平面
22a基部
22b基部
24a有效的支承面
24b有效的支承面
1026結構高部
28承印物
30支承區域
32有效支承面
Al,A2間距
Bl,B2高度
Cl，C2有效支承面積用
Dl，D2直徑
dl，d2層厚
權利要求
1.表面結構化的與承印物接觸的面，其中，該表面結構化包括第一結構高部(10a)，它們具有彼此間的最小間距A1和各自的高度B1，及第二結構高部(10b)，它們具有彼此間的最小間距A2和各自的高度高度B2，具有B2＜B1，其特徵在於間距A1與A2的比例在10∶1至1∶1的範圍中。
2. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於間距A1與A2 的比例在5:1至1:1的範圍中，尤其在3:1至1:1或2:1至1:1的範圍中。
3. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於間距A1是相 鄰的第一結構高部(10a)的平均間距，間距A2是相鄰的第二結構高部(10b) 的平均間距。
4. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於在這些結構高 部(10a， 10b)之間構成平的水平區域(20)。
5. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於間距A1和間 距A2分別在約50pm至約500pm的範圍中，尤其在約200miti。
6. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於高度Bl在約 5pm至約5(^m的範圍中，高度B2在約2pm至約25pm的範圍中，尤其在 約10(xm至約30(im及約5nm至約15拜的範圍中。
7. 根據權利要求1的與承印物接觸的面，其特徵在於第一結構高部(10a)具有第一支承區域(30)，所述第一支承區域具有第一有效支承面 積Cl,第二結構高部(10b)具有第二支承區域(30)，所述第二支承區 域具有第二有效支承面積C2，其中，Cl在約3pn^至約3(Vi^的範圍中，C2在約1^11112至約5^11112的範圍中。
8. 加工承印物的機器，尤其是印刷機或用於平版膠印的加工單張紙的 輪轉印刷機，其特徵在於具有至少一個根據權利要求1至7之一的與承 印物接觸的面(8)。
9. 用於電鍍地製造表面結構化的面的方法，其中，在一個導電基質(2) 上構成彼此隔開間距並且電絕緣的區域(4a， 4b)，其特徵在於-構成具有直徑D1和彼此間最小間距A1的第一電絕緣區域(4a)， 構成具有直徑D2和彼此間最小間距A2的第二電絕緣區域(4b)， 其中，間距A1和A2的比例在10:1至1:1的範圍中，其中D2〈D1。
10. 根據權利要求9的方法，其特徵在於 將基質(2)置入一個電鍍浴中，電絕緣區域(4a, 4b)至少部分地被電鍍地附晶生長， 使所產生的孔結構(6)電鍍成型，並且 使所產生的表面結構化的面(8)與孔結構(6)分離。
11. 根據權利要求10的方法，其特徵在於為了製造用於構成一個面 族的模子，使所產生的表面結構化的面(8)電鍍地成型。
全文摘要
一種表面結構化的與承印物(28)、尤其是紙張接觸的面(8)，尤其是電鍍成型的傳送滾筒包襯，其中，表面結構化包括分第一結構高部(10a)，它們具有相互間最小間距A1和各自的高度B1，第二結構高部(10b)，它們具有相互間最小間距A2和各自的高度B2，具有B2＜B1，其特徵在於，間距A1與A2的比例在10∶1至1∶1的範圍中。這樣構成的面具有用於承印物(28)的支承區域(32)，其中，在較高的第一結構高部(10a)的支承區域之間，由於在平面構成的水平面(20)上構成的較小的第二結構高部(10b)或其支承區域(32)，可避免承印物與水平面(20)之間的接觸。
文檔編號C25D1/00GK101306602SQ20081009905
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月16日 優先權日2007年5月16日
發明者F·紹姆, H·G.·克諾爾, W·科爾貝 申請人:海德堡印刷機械股份公司;施託克-維克公司