ES2204717T3

ES2204717T3 - Cilindro de pared delgada hecho de material plastico reforzado con fibras.

Info

Publication number: ES2204717T3
Application number: ES00975000T
Authority: ES
Inventors: Karst Jan Van Weperen; Norbertus Franciscus Jacobus Elemans; Thomas Maria Jonkers
Original assignee: Stork Prints BV
Current assignee: SPGPrints BV
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: BR0014876A; AR032603A1; ATE247793T1; US20010046575A1; DE60004705D1; KR20020044165A; US6699548B2; CN1189684C; TW490387B; PL196551B1; DE60004705T2; EP1240452B1; MXPA02003858A; PL354648A1; JP2003512204A; CN1378629A; DK1240452T3; WO2001029473A1; AU1310801A; EP1240452A1

Abstract

Cilindro hueco de pared delgada (12) realizado a partir de material plástico reforzado con fibras, que comprende por lo menos una capa (20; 32, 34; 32, 44, 46) que tiene fibras (22) con por lo menos una dirección orientada de las fibras, estando comprendido el grosor total dtot de la pared en el intervalo entre 0, 010 y 1 mm, y siendo la relación dtot/D <= 0, 0025, donde D es el diámetro (en mm) del cilindro.

Description

Cilindro de pared delgada hecho de material plástico reforzado con fibras.

La presente invención se refiere a un cilindro hueco de pared delgada realizado a partir de material plástico reforzado con fibras.

Un cilindro hueco con un grosor de pared relativamente grande, utilizado como árbol motor, se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE-A-29 11 167. Este cilindro conocido tiene una estructura estratificada y comprende por lo menos cuatro capas que contienen fibras orientadas de vidrio o carbono con unos ángulos definidos con respecto al eje longitudinal del árbol. Según esta publicación, la capa más interna con fibras de vidrio orientadas con un ángulo de \pm 30º a \pm 50º actúa como soporte principal para absorber los esfuerzos cortantes. Una primera capa intermedia con fibras de vidrio orientadas con un ángulo de 0º a \pm 15º tiene la función de aumentar el grosor de las paredes para contrarrestar la torsión durante su uso. Una capa intermedia adicional, que contiene fibras de carbono con una orientación de 0º a 15º, sirve para rigidizar el árbol de modo que se puede suprimir el sonido/ruido habitual de un árbol cuando está en funcionamiento. Finalmente, el árbol está provisto de una capa más externa, protectora y resistente a los impactos, con fibras de vidrio orientadas con un ángulo de \pm 60º a 90º, que igualmente contribuye a ofrecer una resistencia a la torsión. El grosor total de la pared según los ejemplos es de aproximadamente 3,0 mm.

Además, DE-A-25 20 623 ha descrito un tubo realizado a partir de material plástico reforzado con fibras, para ser utilizado, por ejemplo, en los sectores aeronáutico y aeroespacial, que comprende una pluralidad de capas que contienen fibras orientadas opcionalmente. EP-A-0 058 783 ha descrito un cuerpo tubular que comprende una pluralidad de capas plásticas y con una capa más externa de acabado, por ejemplo, un mástil, en el que es preferible utilizar una combinación de fibras diferentes.

Por ejemplo, NL-A-8802144 describe un cilindro hueco de pared delgada que se utiliza para producir una forma de impresión denominada "galvánica", formándose en la pared del cilindro, por medio de un láser, unas perforaciones en forma de una rejilla de puntos. Este cilindro conocido se realiza a partir de material plástico al cual se le pueden añadir partículas y/o fibras sólidas para aumentar la estabilidad y la resistencia mecánicas. Las formas de impresión galvánicas realizadas a partir de material plástico de esta naturaleza no han conseguido nunca un éxito comercial.

Además del uso mencionada anteriormente para la producción de una forma de impresión galvánica, los cilindros huecos de pared delgada, realizados frecuentemente a partir de un metal tal como Ni, se utilizan también para otras aplicaciones de impresión, por ejemplo, para la impresión en relieve y el huecograbado, en los que en la superficie externa del cilindro se realiza un relieve que comprende rebajes, por ejemplo, con la ayuda de un láser, o para ser utilizados como soporte metálico delgado para placas de impresión para impresión flexográfica que se pueden montar en y extraer de un rodillo de aire. Otras aplicaciones para cilindros huecos de paredes delgadas de esta naturaleza incluyen, entre otras, el uso como medio de transferencia para transferir recubrimientos y tintas, un cilindro conductor eléctrico como molde de electroformación, como material de recubrimiento, por ejemplo, como superficie con unas propiedades específicas de fricción/deslizamiento, en un rodillo accionado opcionalmente.

En algunas de estas aplicaciones, es importante que exista la posibilidad de procesar el material del cilindro con la ayuda de un láser, lo cual significa que el grosor de la pared no debe superar un límite superior definido. Además, en algunas aplicaciones de impresión, en las que el cilindro no está sostenido por toda la superficie circunferencial, sino únicamente por los extremos del cilindro, por ejemplo, en unos anillos extremos, aunque también en otras aplicaciones, un cilindro delgado de esta naturaleza debe ser rígido (en la dirección longitudinal), sobre todo si las longitudes son relativamente grandes, de modo que el cilindro se pueda manipular fácilmente, no presente una tendencia a sufrir desperfectos y la flexión de este cilindro quede dentro de unos límites aceptables.

Además, es difícil enrasar cilindros de níquel de diámetro reducido en rodillos en los que el diámetro del cilindro aumenta con la ayuda de aire, tal como, por ejemplo, en la impresión flexográfica. Asimismo la producción de cilindros de níquel con un diámetro reducido de esta naturaleza es relativamente complicada. Adicionalmente, los cilindros delgados de níquel tienen tendencia a plegarse. No obstante, los cilindros con un grosor mayor de las paredes y por lo tanto con una tendencia reducida a plegarse son costosos y su enrasamiento es más complicado.

Frecuentemente los cilindros metálicos de paredes delgadas se transportan y se almacenan con los cilindros apretados juntos en forma de riñón. No obstante, esto solo es posible a partir de un cierto diámetro.

Consecuentemente, existe una demanda continua de cilindros con propiedades que se mejoren para la aplicación, el transporte y el almacenamiento (temporal) deseados.

Tal como ya se ha sugerido, según NL-A-8802144, en general se puede hacer que el plástico resulte más estable mecánicamente añadiendo sustancias de relleno y/o fibras. No obstante, esta solicitud de patente holandesa no proporciona ninguna clave sobre cómo se puede conseguir el aumento deseado de la estabilidad mecánica.

Cabe señalar que US-A-3 981 237 ha descrito una trama para impresión rotativa realizada a partir de material plástico, tal como poliéster. El material plástico se puede llenar con un material de refuerzo tal como fibras de vidrio. Dicha trama para impresión rotativa se fabrica a partir de una pieza inicial tubular realizada con procedimientos convencionales de extrusión, que posteriormente es estirada biaxialmente. Estos materiales de relleno son fibras discontinuas (cortas), que se distribuyen aleatoriamente en el material plástico, incluso después del estiramiento biaxial. Por consiguiente la concentración volumétrica de las fibras es como mucho del 40%. No obstante, la resistencia y la rigidez de una trama fabricada de este modo dejan mucho que desear. La pieza inicial tubular se puede perforar por radiación láser para proporcionar las aberturas de la trama.

Además se indica que JP-A-11 278817 ha descrito una estructura de cilindro realizada a partir de material reforzado con fibras de carbono. Esta estructura de cilindro tiene una pared relativamente gruesa a la vista de su aplicación como cilindro aislante en un aparato para la producción de monocristales de silicio utilizando el método de Czochralski.

Las otras publicaciones mencionadas anteriormente dan a conocer cilindros huecos de paredes relativamente gruesas que no son adecuados para las aplicaciones mencionadas anteriormente.

En la técnica anterior, en general se cree que es imposible producir cilindros huecos a partir de un material plástico reforzado con fibras con un diámetro relativamente grande y un grosor de las paredes reducido (a lo sumo aproximadamente 1 mm) que sin embargo tengan las propiedades mecánicas y químicas requeridas para las aplicaciones mencionadas anteriormente.

Además, se sabe que bajo condiciones de carga los materiales plásticos se deforman más fácilmente que el metal, tal como el níquel, a causa del alargamiento plástico.

El objeto de la presente solicitud es proporcionar un cilindro hueco de pared delgada realizado a partir de un material plástico reforzado con fibras, en el que el grosor de la pared del cilindro es tal que se puede procesar como un producto intermedio con la ayuda de una radiación de alta energía, al tiempo que la rigidez es claramente suficiente para muchas otras aplicaciones, utilizándose el cilindro con un soporte opcional y/o una rotación opcional.

Otro objeto de la invención es proporcionar un cilindro hueco de pared delgada de este tipo realizado a partir de material plástico reforzado con fibras de esta naturaleza, cuyas propiedades mecánicas se mejoran en comparación con la forma de impresión realizada a partir de material plástico (reforzado con fibras) descrita en la solicitud de patente holandesa 8802144 mencionada anteriormente.

La invención proporciona un cilindro hueco de pared delgada realizado a partir de material plástico reforzado con fibras, que comprende por lo menos una capa que tiene fibras con por lo menos una dirección orientada de las fibras, estando comprendido el grosor total de las paredes d^{tot} entre 0,010 y 1 mm (10 y 1000 \mum), y siendo la relación d^{tot}/D \leq 0,0025, donde D es el diámetro (en mm) del cilindro. Según la invención, se ha demostrado que es posible crear un manguito muy delgado con un grosor máximo de las paredes de 1 mm que tiene una superficie externa continua que se puede alisar y que se puede producir dentro de unas tolerancias dimensionales precisas, y para el cual se requiere poco material. Por otro lado, se observa que en muchos casos no será necesario realizar ningún mecanizado.

Preferentemente el grosor total de las paredes d^{tot} está comprendido entre 0,010 y 0,700 mm, más preferentemente entre 0,020 y 0,300 mm.

Por ejemplo, con un grosor de las paredes de 80 \mum, el diámetro mínimo es 32 mm, y con un grosor de las paredes de 1000 \mum el diámetro mínimo del cilindro es 400 mm. El cilindro tiene preferentemente una sección transversal circular y tiene una relación D/L de < 1, donde L es la longitud (en mm) del cilindro.

Un cilindro ligero según la invención es sumamente adecuado para ser utilizado como manguito en un rodete o rodillo que gira rápidamente, por ejemplo, para la impresión en offset (1000 rpm), sin que este manguito se suelte del rodillo como consecuencia de la fuerza centrífuga. Seleccionando adecuadamente el(los) material(es)

\hbox{plástico(s)}

y el(los) tipo(s) de fibras, que no tienen límite de elasticidad o tienen un límite elasticidad elevado, es posible producir cilindros que no presentan una tendencia a plegarse. En comparación con el metal, en particular el níquel, generalmente los plásticos son más resistentes a la corrosión y pueden soportar mejor los productos químicos, lo cual es ventajoso si un cilindro según la invención se utiliza en medios agresivos, por ejemplo, cuando se realizan impresiones. Dada la relación del grosor de las paredes con respecto al diámetro la cual se ha definido anteriormente, es posible transportar y almacenar con facilidad en forma de riñón una pluralidad de cilindros según la invención que no se estén utilizando. Los cilindros se pueden producir fácilmente sin juntas, de modo que no existan defectos de homogeneidades provocados por una junta de soldadura. En comparación con los cilindros metálicos, con los cilindros según la invención es sencillo llevar a cabo operaciones tales como el corte y la perforación.

Una única capa plástica con fibras incorporadas en su interior que están orientadas en una dirección (a las que también se hace referencia posteriormente como fibras unidireccionales) presenta propiedades elásticas anisótropas, es decir, las propiedades dependen de la dirección en la que está actuando la carga.

En esta memoria descriptiva, con la expresión material plástico reforzado con fibras se pretende significar una capa de matriz plástica, en la que se incorporan fibras de refuerzo. Según la invención estas fibras están orientadas en una dirección.

\newpage

Se sabe que generalmente la adición de fibras comunica una rigidez mejorada a los materiales plásticos. Las fibras se pueden añadir en forma de las denominadas fibras cortas (también conocidas como "fibras discontinuas"), como fibras largas que se distribuyen arbitrariamente en el material plástico, y como fibras unidireccionales. En principio el uso de fibras unidireccionales proporciona la mayor rigidez que se puede conseguir. Además, con capas que tienen fibras unidireccionales se puede conseguir el contenido de fibras más elevado, y consecuentemente es con estas fibras con las que se puede obtener el módulo de elasticidad más elevado.

Tal como ya se ha mencionado, una única capa plástica que tiene fibras unidireccionales tiene propiedades elásticas anisótropas. Según la invención, esta anisotropía se utiliza para limitar la deformación en la dirección de la carga, lo cual se produce en las diversas aplicaciones. Esta dirección de la carga y por lo tanto la dirección orientada de las fibras del cilindro pueden ser diferentes para cada una de las aplicaciones.

Para ciertas aplicaciones, es también posible que una pluralidad de cargas puedan actuar sobre el cilindro simultáneamente aunque en direcciones diferentes, por ejemplo, si a partir del cilindro se produce una forma de impresión galvánica para serigrafía rotativa. Según una realización, el cilindro según la invención comprende una capa reforzada con fibras que tiene fibras con dos direcciones de fibra orientadas de forma diferente, tal como un género de fibras tejido o trenzado, una esterilla de fibras o una tela de fibras.

Para reducir la cantidad total de flexión, en particular en el caso de cilindros largos, es preferible que una dirección orientada de las fibras se extienda en paralelo al eje longitudinal del cilindro, es decir, en la dirección axial.

Para cilindros que están montados en un rodillo de aire, por ejemplo, para la impresión flexográfica, la dirección orientada de las fibras es preferentemente perpendicular al eje longitudinal del cilindro.

Según otra realización de la forma de impresión según la invención, el cilindro comprende una primera capa que tiene fibras en una primera dirección orientada de las fibras, y una segunda capa que tiene fibras en una segunda dirección orientada de las fibras, de modo que la primera y la segunda direcciones de las fibras no son idénticas. Tal como ya se ha mencionado, las capas independientes que tienen fibras unidireccionales pueden tener un contenido de fibras elevado (compárese un contenido de fibras del 63% en volumen para una fibra de carbono unidireccional en resina epoxi con un contenido de fibras de aproximadamente el 35% en volumen para un no tejido en resina epoxi), lo cual es beneficioso para las propiedades elásticas. El contenido de fibras del cilindro según la invención es preferentemente mayor que el 45% en volumen. Un cilindro de este tipo según la invención está compuesto por al menos dos capas de plástico reforzado con fibras, de entre las cuales las fibras de una capa están orientadas en una dirección y las direcciones de las fibras no se extienden paralelas entre ellas.

Preferentemente, la dirección orientada de las fibras de la primera capa forma un ángulo \alpha con el eje longitudinal del cilindro, y la dirección orientada de las fibras de la segunda capa forma un ángulo -\alpha con el eje longitudinal de la forma de impresión. De forma ventajosa el cilindro comprende también una capa adicional que tiene fibras en una tercera dirección orientada de las fibras, extendiéndose la dirección de las fibras de dicha capa adicional en paralelo o perpendiculares al eje longitudinal del cilindro. Más preferentemente, esta capa adicional se dispone entre la primera y la segunda capas.

Entre los ejemplos del ángulo \alpha se incluyen 0º, 30º, 45º y ángulos > 60º. De este modo un laminado de tres capas para ser utilizado en el cilindro según la invención comprende 3 capas con direcciones de las fibras orientadas de forma diferente de, por ejemplo, 0º y \pm 60º ó 0º y \pm 45º ó 0º y 90º (x2) con respecto al eje longitudinal del cilindro, si el cilindro es una preforma correspondiente a una forma de impresión para serigrafía rotativa. De este modo un laminado de tres capas para ser utilizado en el cilindro según la invención como el denominado "manguito" para impresión flexográfica comprende 3 capas con direcciones de las fibras orientadas de forma diferente de, por ejemplo, 90º y \pm 30º ó 90º y \pm 45º ó 0º (x2) y 90º con respecto al eje longitudinal del cilindro.

Según otra realización del cilindro según la invención, las primeras capas que tienen una primera dirección orientada de las fibras y las segundas capas que tienen una segunda dirección orientada de las fibras se alternan entre ellas. Un ejemplo de una realización de esta naturaleza es un cilindro que se realiza a partir de un laminado de 4 capas, siendo idénticas la dirección orientada de las fibras de la primera y la tercera capas y las de la segunda y la cuarta capas.

Según una realización particularmente preferida, el cilindro tiene una estructura simétrica en la dirección del grosor, y la dirección orientada de las fibras de las primeras capas más externas forma un ángulo \alpha con el eje longitudinal del cilindro, y la dirección orientada de las fibras de las segundas capas intermedias forma un ángulo -\alpha con el eje longitudinal del cilindro. También en esta realización, el cilindro comprende de forma ventajosa una capa adicional que tiene fibras en una tercera dirección orientada de las fibras, extendiéndose dicha dirección de las fibras en paralelo o perpendicular al eje longitudinal de la forma de impresión. Exactamente como en el cilindro que comprende 3 capas que se ha descrito anteriormente, la capa adicional se dispone preferentemente entre las segundas capas intermedias, es decir, en el centro según se observa en la dirección del grosor de la pared del cilindro.

En los laminados multicapa descritos anteriormente, que se utilizan para realizar el cilindro según la invención y que comprenden una capa adicional que tiene fibras en una dirección orientada de las fibras que es paralela o perpendicular al eje longitudinal del cilindro, de forma ventajosa el grosor de esta capa adicional es mayor que el grosor de las otras capas. En este caso, las capas con una dirección de las fibras orientada de forma idéntica tienen generalmente un grosor de capa idéntico.

Dependiendo del grosor (diámetro) de las fibras y del grosor final deseado del cilindro según la invención, este cilindro puede comprender también una pluralidad de capas adyacentes con la misma dirección de las fibras.

Si a partir del cilindro según la invención se produce una forma de impresión para serigrafía rotativa, el grosor total de las paredes está comprendido preferentemente entre 80 y 300 micrómetros. Un grosor pequeño de esta naturaleza permite también la realización de aberturas de impresión utilizando un láser, según el diseño que se vaya a imprimir. Si el cilindro según la invención se utiliza como manguito de impresión flexográfica, el grosor mínimo de la pared es aproximadamente 0,08 mm. Para la impresión de etiquetas el grosor total de la pared está comprendido de forma ventajosa entre 0,02 y 0,15 mm.

El cilindro de pared delgada según la invención se mecaniza fácilmente por medio de un láser, por ejemplo, para fabricar una forma de impresión para serigrafía. Se debería indicar que a partir de dicho cilindro procesado adicionalmente resulta sencillo fabricar una forma de impresión plana cortando el cilindro en la dirección longitudinal y montando la trama plana realizada de este modo en un armazón plano adecuado.

Las propiedades mecánicas de una forma de impresión para serigrafía rotativa que se realiza a partir de un cilindro según la invención son también buenas.

Las direcciones orientadas de las fibras, los grosores de las capas y el material pueden variar, aunque existen unas direcciones y unos materiales preferidos, dependiendo de la aplicación final tal como ya se ha mencionado anteriormente y se ilustrará más detalladamente a continuación.

Si se desea, en el cilindro según la invención, es posible combinar las capas de material para formar un laminado cuasi isótropo, de manera que se reduzca la anisotropía de una única capa que tiene fibras unidireccionales.

Tal como ya se ha mencionado anteriormente, es posible seleccionar los materiales de las fibras y los plásticos de la matriz aglomerante como una función de las propiedades deseadas. Entre los ejemplos de los materiales adecuados de las fibras se incluyen fibras de carbono, fibras inorgánicas tales como fibras de vidrio y fibras de boro, fibras metálicas y fibras plásticas orgánicas, tales como fibras estiradas, por ejemplo, fibras de aramida y fibras de polietileno estirado de alta resistencia, así como combinaciones de las mismas. Se prefieren particularmente las fibras de carbono y las fibras inorgánicas, y entre ellas las más preferidas son las fibras de carbono. El material aglomerante utilizado no es crítico, ya que contribuye muy poco a las propiedades mecánicas en comparación con las fibras, y se puede seleccionar de entre los termoplásticos conocidos, tales como poliésteres, y los plásticos termoestables, tales como resinas epoxis. De entre las combinaciones habituales, se prefiere el carbono/epoxi, a causa de la relación excelente entre el precio de coste y la rigidez. La rigidez de esta combinación es prácticamente dos veces la correspondiente al kevlar/epoxi y tres veces la del vidrio/epoxi. Otras combinaciones con una rigidez todavía mayor incluyen el carbono/poliimida, el grafito/epoxi y el carburo de silicio/cerámica. No obstante, estas combinaciones son caras. Los materiales de capa única mencionados anteriormente están disponibles comercialmente.

Los parámetros elásticos correspondientes a una serie de combinaciones de capa única de fibra/matriz aglomerante se describen, entre otros, en "Engineering Mechanics of Composite Materials", I.M. Daniel y otros, Oxford University Press, 1994, y se compilan a continuación en la Tabla 1.

TABLA 1

1

Los parámetros elásticos correspondientes a laminados cuasi isótropos se proporcionan en la tabla 2 a continuación.

TABLA 2

2

Si se desea, los materiales a partir de los cuales se realizan las capas, además de los aglomerantes y las fibras unidireccionales mencionados anteriormente, pueden contener también otros aditivos convencionales, tales como lubricantes, agentes fomentadores de adherencia, sustancias de relleno, pigmentos y otros.

Además, si se desea, a la forma de impresión según la invención se le pueden proporcionar una o más capas adicionales de superficie que no contengan ninguna fibra y que tengan las propiedades deseadas, en particular capas plásticas, en el interior y/o el exterior del cilindro. Entre los ejemplos de las propiedades deseadas de esta naturaleza se incluyen, entre otras, una fricción reducida (politetrafluoroetileno), resistencia al desgaste, resistencia al rayado, naturaleza hidrófoba y resistencia.

La invención se refiere también al uso de un cilindro según la invención como preforma para la producción de una forma de impresión para serigrafía rotativa, como manguito para impresión flexográfica y en offset, que se debe montar en un rodillo de aire, como forma de impresión para impresión en huecograbado, como medio de transferencia para transferir recubrimientos y tintas, como molde de electroformación o como material de recubrimiento.

A continuación se explica la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Fig. 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de una forma de impresión para serigrafía rotativa que se produce a partir de un cilindro según la invención;

la Fig. 2 muestra una vista esquemática de una capa plástica reforzada con fibras que tiene una dirección orientada de las fibras;

la Fig. 3 muestra una vista esquemática despiezada de un laminado simétrico de 3 capas; y

la Fig. 4 muestra una vista esquemática despiezada de un laminado de 5 capas.

La Fig. 1 ilustra una forma de impresión para serigrafía rotativa 10 que se realiza a partir de un cilindro hueco delgado 12 según la invención. Las perforaciones se realizan en este cilindro según un diseño a imprimir utilizando radiación de alta energía, tal como un láser CO_{2}. En este caso, estas perforaciones forman unas aberturas de impresión 14 que definen las imágenes 16 y 18 que se van a imprimir. El grosor total d^{tot} de la pared del cilindro es, por ejemplo, 140 \mum para un diámetro D de 203,4 mm y una longitud L de 1850 mm.

La Fig. 2 muestra una capa plástica plana reforzada con fibras 20 que tiene fibras 22 (indicadas esquemáticamente mediante unas líneas delgadas continuas) cuya dirección orientada de las fibras se extiende paralela al eje longitudinal de un cilindro que se va a realizar a partir de esta capa. Esta dirección axial de las fibras es ventajosa para reducir la flexión total de la forma de impresión 10.

Para simplificar, en las siguientes figuras los componentes idénticos se indican mediante numerales de referencia idénticos.

La Fig. 3 representa esquemáticamente un laminado de 3 capas 30, en el que la capa media 32 con un grosor de 84 \mum consta de la capa plástica reforzada con fibras mostrada en la Fig. 2, es decir, las fibras 22 se extienden paralelas al eje longitudinal (no mostrado en la Fig. 3). En ambas caras de la capa media 32 hay una capa más externa 34 con un grosor de 28 \mum cuyas fibras 22 tienen una orientación que es perpendicular al eje longitudinal. Un laminado con fibras unidireccionales de esta naturaleza se puede formar, por ejemplo, por medio de técnicas habituales, tales como pultrusión, moldeo por inyección, laminación y devanado, y, si fuera necesario, se puede mecanizar mediante rectificado, pulido y otros procesos. No obstante, en la mayoría de los casos un mecanizado adicional de esta naturaleza es superfluo. En US-A-5 071 506 se describe un procedimiento adecuado para preparar un cilindro según la invención. En este procedimiento un material compuesto se aplica sobre un mandril que tiene una bolsa inflable. El mandril se inserta en un molde de prensa sencillo. Al presurizar la bolsa inflable se obliga al material compuesto a desplazarse contra la pared del molde. Subsiguientemente el material compuesto se cura.

Un laminado en el que la capa central tiene una dirección orientada de las fibras que es perpendicular al eje longitudinal y las direcciones orientadas de las fibras de las capas externas forman un ángulo \alpha, donde \alpha no es 90º, y \alpha es preferentemente 0º, se utiliza como estructura de base para la producción de un cilindro según la invención que es sostenido durante su utilización (por ejemplo, un manguito para impresión flexográfica), ya que en este caso se puede producir una flexión menor aunque las propiedades en la dirección tangencial tienen su importancia.

La Fig. 4 muestra un esquema que ilustra la estructura de capas de un ejemplo de un laminado de 5 capas 40 según la invención, en forma plana. El laminado 40 con una estructura simétrica comprende una capa media 32 con un grosor de 200 \mum, en la que las fibras 22 están orientadas en la dirección longitudinal del cilindro que se va a realizar a partir de este laminado. En ambas caras de la capa media 32 hay dos capas intermedias 44 con un grosor de capa de 20 \mum, cuya dirección de las fibras forma un ángulo \alpha -70º con respecto al eje longitudinal. Igualmente las primeras capas más externas 46 con un grosor de 10 \mum tienen fibras 22 con una orientación de +70º con respecto al eje longitudinal. A partir de este laminado de 5 capas se produce un cilindro con un diámetro de 120 mm.

Se debería observar que en la práctica la selección de una dirección específica de las fibras se determinará parcialmente por la reproducibilidad de la técnica de producción utilizada y por los costes totales.

Claims

1. Cilindro hueco de pared delgada (12) realizado a partir de material plástico reforzado con fibras, que comprende por lo menos una capa (20; 32, 34; 32, 44, 46) que tiene fibras (22) con por lo menos una dirección orientada de las fibras, estando comprendido el grosor total d^{tot} de la pared en el intervalo entre 0,010 y 1 mm, y siendo la relación d^{tot}/D \leq 0,0025, donde D es el diámetro (en mm) del cilindro.

2. Cilindro según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de fibras es por lo menos del 45% en volumen.

3. Cilindro según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el grosor total de la pared está comprendido en el intervalo entre 0,010 y 0,700 mm.

4. Cilindro según la reivindicación 3, caracterizado porque el grosor total de la pared está comprendido en el intervalo entre 0,020 y 0,300 mm.

5. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cilindro (12) comprende una capa reforzada con fibras que tiene fibras con dos direcciones orientadas de las fibras.

6. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una dirección orientada de las fibras se dispone paralela o perpendicular al eje longitudinal del cilindro (12).

7. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque el cilindro (12) comprende una primera capa que tiene fibras en una primera dirección orientada de las fibras, y una segunda capa que tiene fibras en una segunda dirección orientada de las fibras, no siendo idénticas las direcciones orientadas de las fibras.

8. Cilindro según la reivindicación 7, caracterizado porque la dirección orientada de las fibras de la primera capa forma un ángulo \alpha con el eje longitudinal del cilindro (10), y la dirección orientada de las fibras de las segunda capa forma un ángulo -\alpha con el eje longitudinal del cilindro (12).

9. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 7 u 8, caracterizado porque el cilindro (12) comprende además una capa adicional (32) que tiene fibras (22) en una tercera dirección orientada de las fibras, extendiéndose la dirección de las fibras en paralelo o perpendicular al eje longitudinal del cilindro (12).

10. Cilindro según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha capa adicional (32) está presente entre la primera capa (34) y la segunda capa (34).

11. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 7 ó 9, caracterizado porque las primeras capas que tienen una primera dirección orientada de las fibras y las segundas capas que tienen una segunda dirección orientada de las fibras alternan entre ellas.

12. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque el cilindro (12) tiene una estructura simétrica en la dirección del grosor, y la dirección orientada de las fibras de las primeras capas más externas (46) forma un ángulo \alpha con el eje longitudinal del cilindro (12), y la dirección orientada de las segundas capas intermedias (44) forma un ángulo -\alpha con el eje longitudinal del cilindro (12).

13. Cilindro según la reivindicación 12, caracterizado porque el cilindro comprende una capa adicional (32) que tiene fibras (22) en una tercera dirección orientada de las fibras, extendiéndose dicha dirección de las fibras en paralelo o perpendicular al eje longitudinal del cilindro (12).

14. Cilindro según la reivindicación 13, caracterizado porque la capa adicional (32) se dispone entre las segundas capas intermedias (44).

15. Cilindro según una de las reivindicaciones 9 y 10 ó 12 a 14, caracterizado porque el grosor de capa de las primeras capas más externas (46) es idéntico.

16. Cilindro según una de las reivindicaciones 9 y 10 ó 13 a 14, caracterizado porque el grosor de la capa adicional (32) es mayor que el grosor de las otras capas (34; 44, 46).

17. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material plástico reforzado con fibras consta de fibras de carbono unidireccionales en una matriz epoxi.

18. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque el cilindro (12) se realiza a partir de un laminado cuasi isótropo.

19. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una capa de superficie, que no contiene ninguna fibra, se dispone en el interior y/o el exterior del cilindro (12).

20. Cilindro según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 19, caracterizado porque el cilindro (12) no tiene juntas.

21. Utilización de un cilindro (12) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 20 como preforma para la producción de una forma de impresión para serigrafía rotativa, como manguito que se va a instalar de forma intercambiable en un rodillo de aire para impresión flexográfica y en offset, como forma de impresión para impresión en huecograbado, como medio de transferencia para transferir recubrimientos y tintas, como molde de electroformación o como material de recubrimiento.