ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch
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ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Gummitücher Eigenschaften und Einflüsse auf den Offset-Druckprozeß Von Joachim Herrmann Leiter F+E und Anwendungstechnik für Gummitücher bei der Continental AG ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Continental AG und ihre Konzernbereiche Umsatz Mio. € Mitarbeiter (31.12.07) Chassis & Safety 4.649 27.809 Powertrain 1.177 31.608 Interior 1.532 33.459 Pkw-Reifen 4.976 26.281 Nfz-Reifen 1.452 8.384 ContiTech 3.064 23.871 16.619* 151.654 Konzern gesamt Angaben 2007 * Umsatz VDO nur 12/2007; anvisierter Umsatz in 2008: 26.400 Mio. € ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Unternehmensgruppe ContiTech ContiTech Holding GmbH Controlling und Finanzen Technik Personal Vertriebsorganisation International Qualität und Umwelt Werbung und Kommunikation Geschäftsbereiche ContiTech Antriebssysteme Benecke-Kaliko Gruppe ContiTech ElastomerBeschichtungen ContiTech Luftfedersysteme ContiTech Profile ContiTech Transportbandsysteme Sonstige Unternehmen Continental AG Werk Uniroyal Aachen – Behälterbau – Deutsche Schlauchbootfabrik GmbH & Co. KG ContiTech Fluid ContiTech Vibration Control ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch CONTI AIR Service weltweit Produktionsstandort: D-Northeim Drucktuch-Konfektionierung in CN-Shanghai RUS – Moskau D-Northeim Vertriebsstandorte in GB-Rugby CH-Effretikon E-Barcelona USA-Montvale 135 Vertriebspartner in 69 Ländern 150 Mitarbeiter OEM-Partner der führenden Druckmaschinenhersteller Stand: 2003 ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Fast 100 Jahre Drucktucherfahrung Preisliste für Drucktücher (1915 ) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Offset-Druckverfahren Verpackungsdruck Rolle Akzidenz Bogenmaschine Becherdruck Zeitungsrotation Blechdruck ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Exkurs – Wozu braucht man ein Drucktuch ? Drucktücher im Flachdruck 1. 2. 3. 4. drücken die Farbe in die Tiefe der Papieroberfläche gleichen Toleranzen der Aufzüge und Zylinder aus Schonen die empfindliche Offsetdruckplatte Sind im Gegensatz zu Gummiwalzen leicht auswechselbar und kompressibel Damit erfüllen Sie in der Druckmaschine eine Grundaufgabe aller elastomeren Bauteile : sie gleichen Formtoleranzen starrer Bauteile aus und sorgen für einen gleichmäßig verteilten Anpreßdruck dazwischen. ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Woraus bestehen Drucktücher ? Zu ca. 45% aus Kautschukmischung, normalerweise auf Basis des synthetischen Kautschuks NBR, Poly(Nitril-Butadien) Zu ca. 45% aus Gewebe, normalerweise Baumwolle Zu ca. 10% aus Luft/Gas - CH - CH = CH - CH 2 CH - CH - 2 2 CN x x = Butadien, y = Acryl-Nitril y ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Was enthält eine Kautschukmischung ? ·Polymer ( Kautschuk ) ·Füllstoffe ·Pigmente ·Weichmacher ·Verarbeitungshilfen ·Alterungsschutzmittel ·Schwefel(-spender) ·Vulkanisationsbeschleuniger ·Vulkanisationsaktivatoren ·Verzögerer ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Wie wird eine Kautschukmischung hergestellt ? ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Was passiert bei der Vulkanisation ? Kautschukmischung Vulkanisat S S T,t S S S S S S Fließfähig, plastisch konfektionsklebrig Löslich in Lösemittel S S S Gummi-elastisch Nicht klebrig Unlöslich in Lösemittel Schwefel verbindet die Makromoleküle des Kautschuks zu einem dreidimensionalen Netzwerk. Dadurch wird das Material gummielastisch und unlöslich in Lösemitteln. ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Was passiert bei der Gummiquellung ? Quellung Extraktion Moleküle eines flüssigen Mediums dringen in das Netzwerk ein und verändern sein Volumen und seine Eigenschaften. Flüssige Bestandteile der Mischung werden extrahiert. ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Wann ist ein Medium quellend ? „Similis Similibus solvuntur„ - gleiches löst gleiches Polare Medien lösen bzw. quellen Unpolare Medien lösen bzw. quellen Unpolare Polare Substanzen Substanzen Unpolare Medien sind z.B. Druckfarbe, Öle, Benzine Unpolare Kautschuke sind z.B. EPDM, IR ( Butyl ), BR, NR Polare Medien sind z.B. Esther, Wasser Polare Kautschuke sind z.B. NBR, ECO ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Mit welchen Verfahren werden Drucktücher hergestellt ? Mischungen : -Haftmischungen -Kompressible Schicht -Deckschicht Präzisionsbeschichtung -Kalander -Streichmaschinen Vulkanisation -Kessel/Ofen -Auma Festigkeitsträger -Gewebe -Edelstahl (MB) Schleifen Schluß: -Vorschliff -Fertigschliff -Endkontrolle ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Querschnitt durch ein CONTI-AIRDrucktuch in klassischer Konstruktion Deckplatte Haftgummierung Lage 1 Mischgewebe Haftgummierung Kompressible Schicht Haftgummierung Lage 2 Baumwollgewebe Haftgummierung Lage 3 Baumwollgewebe ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Klassische Konstruktion der CONTI-AIRDrucktücher Konstruktionselemente/ CONTI AIR® spezifische Lösung schleifen Anforderungen/Eigenschaften Festigkeitsträger Kalandrierte, inline verstreckte Baumwolle, zwei Gewebelagen dehnungsarm (<1%), hohe Reissfestigkeit, optimales Spannen (Reibbeiwert), minimales Nachspannen, Einschnüren und Einfallen kompressible Schicht gute und konstante Eindrückbarkeit, hohe Rückprallelastizität, hohe dynamische Stabilität (knautscherstabil) geschlossene, überdruckgesteuerte Poren, Schichtdicke ± 0,03mm Schub- und Flächenstabilisator kalandriertes Mischgewebe Dehnung anwendungsspezifisch Deckplatte zweischichtige Lage aus Nitrilkautschuk und chemischen Zusätzen Höhere relative Dehnung als der Festigkeitsträger für Knauscherstabilität gezielte Einstellung des Förderverhaltens Guter Raster- und Flächenausdruck, Quellbeständigkeit, Waschbarkeit, Abriebfestigkeit, definierte Oberflächenrauigkeit, geringe Aufbauneigung ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Querschnitt durch ein CONTI AIRDrucktuch der HC-Reihe Deckplatte Haftgummierung 1. Lage ( Mischgewebe ) Haftgummierung Kompressible Schicht Haftgummierung 2. Lage (Baumwolle ) in Spezialbindung ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Konstruktion von CONTI-AIRDrucktücher der HC-Reihe Konstruktionselemente/ CONTI-AIR® HC Lösung 1. Gewebe+kompressible Schicht geschlossene, überdruckgesteuerte Poren, Schichtdicke ± 0,03mm schleifen Haft- und Deckgummi Speziell entwickelt für das HC-Verfahren Festigkeitsträger Spezial-Baumwollgewebe mit neuartiger Bindung für geringste Dehnung bei höchster Flexibiltät. Anforderungen/Eigenschaften deutlich stärker als herkömmlich, dadurch verbesserte Knautscherfestigkeit; höchste Präzision durch geschliffene kompressible Schicht Lösemittelfreie Fertigung, verbesserte Lagenhaftung Extrem gleichmäßige Qualität des gesamten Drucktuchs durch kontinuierlichen Fertigungsprozeß. Festigkeitsträger inline verstreckt. Geringstes Setzen durch reduzierten Gewebeanteil. ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Vergleich der Querschnitte CRYSTAL und LITHO HC ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Querschnitte durch CONTI-AIR Metalldrucktücher Deckplatte Haftgummierung Lage 1 Mischgewebe Haftgummierung Kompressible Schicht Haftvermittler HochpräzisionsEdelstahlblech ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Besonderheiten von CONTI-AIRMetalldrucktüchern Deckplatte Gummilösung Vulkanisierte Kantenversiegelung Kompressible Gummischicht Metall Folie CONTI-AIR PROTECTOR ( Optional ) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Querschnitt durch das CONTI-AIREVOLUTION Deckplatte Haftgummierung Lage 1 Baumwollgewebe Haftgummierung Kompressible Schicht Haftgummierung Lage 2 Baumwollgewebe Haftgummierung Lage 3 Baumwollgewebe ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Bahnlauf auf Zeitungsmaschinen in Achterturmbauweise Förderverhalten o.k. Auszug > 10 daN/m Register o.k. CONTI AIR EVOLUTION/ENTROPIA Drucktücher Mit neutralem Förderverhalten Einzug < 40 daN/m Tänzerwalze RTF ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Antriebsprobleme bei Zeitungsmaschinen in Satellitenbauweise mit Einzelmotorenantrieb GZ Sat GZ bei modernen Maschinen wird jede dieser Walzen separat von einem Motor angetrieben ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Antriebsprobleme bei Zeitungsmaschinen in Satellitenbauweise mit Einzelmotorenantrieb +70 A -20A -10 A +140 A -10 A +70 A Ein zu positives Drucktuch läßt die Gummituchzylinder größer erscheinen als den Satelliten Bei echtem „True rolling“ erscheinen alle Zylinder gleich groß und brauchen gleich viel Leistung Ein zu negatives Drucktuch läßt die Gummituchzylinder kleiner erscheinen als den Satelliten +40 A +40 A +40 A ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Verhalten eines konventionellen Drucktuches unter Belastung 100 Druckspannungsbereich für optimale Farbübertragung optimaler Arbeitsbereich Nicht deformiert Belastung (N/cm²) Federkennlinie (quasistatisch/DT gespannt) 150 50 0 0 Einfallen 0,05 Eindrückung Unter Druckbelastung 0,10 0,15 0,20 (mm) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Herstellung und Funktion der kompressiblen Schicht nach Salzauswaschverfahren 100 Druckspannungsbereich für optimale Farbübertragung optimaler Arbeitsbereich Belastung (N/cm²) Federkennlinie (quasistatisch/DT gespannt) 150 50 0 0 Einfallen 0,05 Eindrückung P>f(t) Vol< 0,10 0,15 0,20 (mm) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Herstellung und Funktion der kompressiblen Schicht nach Hohlkugel-Einbettverfahren 100 Druckspannungsbereich für optimale Farbübertragung optimaler Arbeitsbereich Belastung (N/cm²) Federkennlinie (quasistatisch/DT gespannt) 150 50 0 0 Einfallen 0,05 ~ P= ~ Vol= Eindrückung 0,10 0,15 0,20 (mm) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Luft als Konstruktionsfaktor Skizze: Tennisball gegen Wand folgt! ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Herstellung und Funktion der kompressiblen Schicht nach ContiTech Blähverfahren 100 Druckspannungsbereich für optimale Farbübertragung optimaler Arbeitsbereich Belastung (N/cm²) Federkennlinie (quasistatisch/DT gespannt) 150 50 0 0 Einfallen 0,05 Eindrückung P> Vol< 0,10 0,15 0,20 (mm) ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Kompressible Schichten im Vergleich ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Empfehlungen für Drucktucheindrückungen • Aufzüge Harte Unterlagen (Karton, Folie, Metall) • Aufzugshöhe/ Pressung Kann zwischen den einzelnen Maschinentypen geringfügig variieren; Eindrückungswerte gelten für 1,69 mm und 1,95 mm Nenndicke Bogenoffset: Rollenoffset: Pressung: Platte/Drucktuch: Drucktuch/ Gegendruckzylinder Ges.- Pressung: 0,10 - 0,12 mm Aufzugshöhe ü. Schmitzring: Einfachumfang-Masch.: Theor. Höhe über Schmitz: Nach Einfallen (Fortdruck): 0,09 - 0,12 mm 0,05 - 0,08 mm Doppelumfang-Masch. Theor. Höhe über Schmitz: Nach Einfallen (Fortdruck): 0,13 - 0,16 mm 0,09 - 0,12 mm 0,13 - 0,18 mm • Spannen: Erstes Spannen mit einem Drehmomentschlüssel und einem Anspannwert von ca. 50% des vom Maschinenhersteller empfohlenen Wertes • Nachspannen: Nach kurzem „Einlauf“ (ca. 300 Umdrehungen) nachspannen mit den vom Maschinenhersteller empfohlenen Drehmomentwerten. ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Schmitzring (Einstich) bis 0,10 0,3 Messring Schmitzring (Einstich) 3,2 Druckzylinder 0,35 Gummituchzylinder Aufzugblech BOGENOFFSET ROLLENOFFSET ROLLENOFFSET Empfehlung: Gummi-Stahlprinzip Gummi-Gummiprinzip Platte/Drucktuch 0,10-0,12mm Beispiel: Gummi/Gegendruckzylinder 0,13-0,18mm bis -0,05 Drucktuch Unterlage Unterlage 0,00 Plattenzylinder Zylinder- und Teilkreisdurchmesser Platte Unterlage 0,08 Drucktucheindrückung („Pressung“) Beispiel: Platte/Drucktuch 1) Plattendicke Unterlage Platte Einstich Platte Drucktuchdicke Unterlage DT Einstich Gummizylinder Eindrückung 1) mm 0,30 0,10 -0,30 1,95 1,25 mm Drucktuchdicke 1,95 Dicke der Unterlage +0,20 Papierdicke +0,06 Einstich Gummizylinder -2,035 Überstand DZ +0,05 Eindrückung 0,225 Theoretische Höhe über Schmitz 0,115 -3,20 +0,10 nach Angabe des Maschinenherstellers zu wählen Beispiel: mm Drucktuchdicke x2 3,90 Dicke der Unterlage x2 +0,40 Papierdicke +0,06 Einstich Gummizylinder x2 -4,07 Eindrückung geteilt durch 2 0,29 0,145 Theoretische Höhe über Schmitz 0,115 ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Drucktuchoberflächen geschliffen feingeschliffen Rauigkeitsprofil [mm] Rauigkeitsprofil [mm] +10 +10 0 0 -10 -10 Rauigkeit Rz 8-10 mm Rauigkeit Rz 3-5 mm ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch EVOLUTION CONTI AIR® JOURNAL/ CONTI AIR® EBONY 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 CONTI AIR® FSR mm CONTI AIR® HSR Lockenhöhe QR-Effekt ungünstig gut ideal Curling-Test 50 Bogen - Volltondichte ca. 1.50 DV Cyan 50 Bogen ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Dehnungsverhalten von CONTI AIR Drucktüchern Kraft-Dehnungs-Diagramm CONTI AIR® Drucktuch Prüfung nach DIN ISO 53354 Probenbreite 5 cm - Länge 50 cm Greiferkante N 4500 optimaler Spannbereich 4000 3500 3000 2500 Schussrichtung 2000 Drucktuchrolle Zugkraft 1500 1000 500 Reißkraft Kettrichtung > 3000 N/5 cm Reißdehnung Kettrichtung 0 2 4 6 Dehnung Schussrichtung 8 10 14 18 22 26 % ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Dickengenauigkeit Drucktuchdicke [mm] 1,98 Abweichung von der Nenndicke [mm] +0,03 Nenndicke 1,95 [mm] Norm + - 0,03 Bei Vorgabe Plustoleranz + bei Vorgabe Plus-Minustoleranz +/ – +0,015 0,00 bei Vorgabe Minustoleranz – -0,015 -0,03 1,92 Dickentoleranzen gemäß DIN ISO 12636 ContiTech Dickentoleranzen innerhalb einer Rolle Zulässige Dickentoleranz in einem geschnittenen Drucktuch: bis 1000 mm Kantenlänge +/-0,01 bei mehr als 1000 mm Kanten-länge +/-0,015mm ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Dickenmeßgeräte ungeeignet Handmessgerät Tischmessgerät/Caddy Handmessgerät Handmessgerät digital Geeignet nach DIN ISO 12636 (definierte Fläche, definierter Druck) Mikrometer ContiTech ElastomerCoatings – PMS Drucktuch Prüfung von Drucktüchern Oberflächenquellung Mikrohärte Haftung Dehnung Abrieb Schienenausreissprüfung Rauigkeit
