ITBO930352A1 - Rullo bagnante per la stampa offset contenente fibre altamente orientate e procedimento per la sua realizzazione - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

RULLO BAGNANTE PER LA STAMPA OFFSET CONTENENTE FIBRE ALTAMENTE ORIENTATE E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un rullo bagnante per la stampa offset che incorpora migliaia di fibre di lunghezza e orientamento prestabiliti. In particolare, il materiale componente il rullo ? a base di una resina contenente fibre altamente o rientate e di lunghezza prestabilita, di originenaturale o sintetica. Il rullo, composto da tale materiale, viene realizzato mediante un procedimento utilizzante l estrusione diretta o la colata in stampi contenenti i substrati metallici da ricopri re.

?' noto che le macchine per la stampa offset possiedono tre cilindri di uguale diametro. Quello superiore reca la "lastra", quello mediano il rivestimento d? gomma di spessore calibrato e di superficie molto liscia, e quello inferiore, chiamato cilindro di pressione, il foglio di carta. Un gruppo di rulli bagnanti (o di bagnatura) umidifica la matrice che, successivamente, viene inchiostrata da un altro dispositivo a ru11i.

I rulli bagnanti comprendono generaimente un primo rullo che ha il compito di raccogliere l'acqua dalla vaschetta apposita e trasportarla su a11ri ru11i ehe hanno il compito di trasfer?re detta bagnatura sul cilindro recante la lastra o clich?. Generalmente, questi rulli sono ricoperti da una gomma avente una durezza non molto pronunciata (25?Siiore A), sulla quale viene infilata una cosidetta "calza" tubolare o mollettone, avente uno spessore di circa k mm, a base di sostanze di origine vegetale (cotone) o sintetiche. La calza ha il compito d? impregnarsi di liquido e trasportarlo nel modo pi? uniforme possibile e in quantit? tale da avere un rapporto ottima1e con 1'inchiostro.

Col passare del tempo le calze trascinano parti di inchiostro e polvere di carta, per' cui si deve fermare la macchina, sostituire il liquido, smontare i rulli e lavarli in un apparecchio denominato lavarulli , il quale trattiene le sostanze inquinanti in filtri appositi. E1 evidente che tutte queste operazioni sono laboriose, richiedono tempo e vanno ad influire negativamente sulle prestazioni finali della macchina da stampa.

Utilizzare fibre di varia natura come cariche o rinforzanti per materiali da stampaggio ? una procedura nota.

Cos? nel DE-A-2 16438 1 ? descritto un procedimento per preparare poliuretani rinforzati con fibre inserendo fibre organic he o inorganiche in una miscela liquida di poi i"uretano non ancora reagita comprendente poiioli funzionali e poi iisocianati modificati o difeni1metan~di isocianati polimerici. Qui le fibre servono unicamente come rinforzo e non per modificare il prodotto stampato ottenuto. Nella descrizione si afferma infatti che si coprono dapprima le fibre e poi si indurisce in uno stampo sopra i ?20?C.

Dal EP-A-0 118878 sono noti artico1i stampati in poliuretano cellulare otte n ut i" pe r deforma zi one termoplastica di schiume i n poi i este re-pol i uretano e rinforzati con fibre. Anche qui le fibre vengono utilizzate esclusivamente come rinforzo e gli articoli ottenuti vengono utilizzati tra 1'altro come quadri portasti"umenti nell 1nndustria automobilistica e aeronautica.

Nel EP-A-0 353 673 sono infine descritte miscele di poi lui"etani contenenti sino al 50% in peso di fibre di vetro come agenti di rinforzo. Gli artico!i stampati ottenuti da queste miscele vengono anch'esci impiegati nell'industria automobilistica. In letteratura non ? stato quindi mai descritto 1o impiego di fibre naturali e sintetiche per modificare in modo significativo e utile l'aspetto superficiale di materiali da stampaggio a base di resine, n? l'impiego dei materiali cos? modificati per ottenere rulli bagnanti da utilizzare in particolare nella stampa offset.

Era pertanto scopo della presente invenzione eliminare completamente o almeno in parte i tempi morti dovuti all'arresto del procedimento di stampa per lavare o cambiare ? rulli bagnanti e sostituire il liquido e, se possibile, mig1iorare la qualit? della stampa impedendo la formazione dei cosiddetti "capperi ".

E stato sorprendentemente trovato che si pu? fare a meno di applicare la calza sul rivestimento di gomma dei rulli bagnanti e che detti rulli possono essere lavati direttamente nella macchina assieme al gruppo di inchiostrazione, se i rulli bagnanti vengono ottenuti mediante estrusione diretta su anime metalliche, o colata in stampi contenenti dette anime metalliche, di un materiale da stampaggio o colaggio a base di una resina che incorpora nella sua macromolecola migliaia di fibre di lunghezza e orientamento prestabi1iti . I rulli bagnanti ottenuti da questo materiale non necessitano della colza in quanto le fibre, che sono poste radialmente nella massa polimerica, permettono alla stesso di assorbire nel suo interno le molecole dell'acqua di bagnatura e dello stabilizzatore del pH. A differenza poi delle calze tradizionali, i rulli non assorbono inchiostro in quanto i micropori lasciati dalle fibre sono troppo piccoli per far passare queste molecole che sono di dimensioni pi? grosse. Un altro vantaggio della presente invenzione ? che nell 'acqua di bagnatura, oltre al normale stabilizzatore del pH e dell'agente ossidante, si pu? eventualmente aggiunger'e sino al 5% di alcol isopropilico ottenendo cos? una stampa pi? brillante, un'asciugatura pi? rapida e, come conseguenza della minor'e umidita tra sferita alla erta stampata, un registro migliore.

La presente invenzione ha quindi per' oggetto un rullo bagnante per la stampa offset ottenuto da un materiale da stampaggio o colaggio a base di una resina contenente nella sua macromolecola dal1?1 al 10% in peso di fibre, con riferimento al peso totale della miscela, dove le fibre possono essere di orig ine naturale o artificiale o miste ed hanno generalmente uno spessore compreso tra 5 e 30 firn ed una lunghezza oscillante tra 500 e 800 pm. Se s? impiegano fibre pi? corte, l'effetto desiderato di modificare efficacemente l'aspetto esterno del rullo bagnante ottenuto dal materiale da stampaggio/colaggio non viene raggiunto, mentre fibre pi? lunghe si rompono e sono essenzialmente antieconomiche. Anche lo spessore delle fibre ? importante, in quanto fibre troppo spesse possono daneggiare la superficie dei materiali con quali esse vengono in contatto, mentre fibr troppo sottili si rompono e non adempiono alla funzione perla quale vengono impiegate.

Oltre alla resina ed alle fibre, la composizione del materiale della presente invenzione contiene anche un plastificante ed eventualmente un color-ante. Il plastificante serve ad ottimizzare 1'amalgama, regola la dur-ezza e migliora la viscosit? e quindi la manipolazione dei prodotto. La sua quantit?, riferita al peso totale della miscela, ? generalmente compresa tra il 5 e il 50% in peso.

Il colorante, che pu? essere impiegato per conferire eventualmente ai rulli un colore particolare, viene inserito nella composizione in una quantit? compresa tra lo 0,5 e il 5% in peso, riferita al peso totale della composizione.

Lina composizione preferita in accordo con la presente invenzione per- ottenere rulli bagnanti comprende:

a) dal 60 a11180% in peso di una resina,

b} dall 1 al 10% in peso di fibre,

c) dal 5 al 50% in peso di plastificante, e

d) dallo 0 al 5% in peso di color-ante, dove tutte le per-centuali sono riferite al peso totale della compos ?zione.

Il termine "resina come qui impiegato, abbraccia tutti i polimeri, copolimeri e le gomme normalmente utilizzate per preparare i rulli da stampa. Solo a titolo di esempio si possono qui ricordare resine poliuretaniche, poliesteri, PVC, poi icarbonato, resine ureiche, epossidiche, alchidiche, fenoliche, EPDM, AAS, AES, A8S, AS; gomma stirene/butadiene, IR, EPM, butadiene, CR, fluorurate, nitrilebutadiene, isobutilene/isoprene, gomma bufile, isoprenica, uretanica, acrilica, cloroprenica, polietilenica clorosolfonata e da ep?c1oridrina. Per gli scopi della presente invenzione si preferiscono PVC, gomma nitri lica, bufile, butadiene, stirene/butadiene, resine poliesteri, EPDM e poliuretani. Sono particolarmente prefe riti i poliuretani. Po1iuretan i adatti sono descri11i in J.H. Saunders e l<.C. Friseh, "High Polymers", Voi. XVI, Poliuretani, Interscience Pub1ishers 1962~i96A. Notoriamente, i poliuretani vengono preparati partendo da polialcoli, poliesteri, po 1iamine e poi iisicianati. Cosi per ottenere pollami ne si possono utilizzare alcanolamine quali etanolamina, dialcanol amine come dietanolamina, tr ialcanolamine come trietanolamina e triisopropanolamina .

lcidi adatti per preparare i poliesteri sono acido glutarico, pimelico, sebacico e succinico, mentre gli alcoli derivano generalmente da et ilenglicole, diet ilenglicole, ?,3-p ropilenglicole , dipropi l lengl icole, 1,4-butilenglicole, 1,5-pentametilenglicole e 1,6-essmetilenglicole, inoltre glicerina e trimetilol propano.

Come isocianati si possono menzionare MDI modificato con gruppi carbodiimide e uretano cosi come 4,41- e 2,4 1-difenilmetan-diisoci anato (MDI - polifenilpol imetilen-poliisocianati ). Sono anche da ricordare ?oliest ere-polioli e polietere-polioli .

Il plastificante, c he viene impiegato in una quantit? compresa tra il 5 e il 50% in peso, riferita al peso totale della miscela, ? di preferenza scelto dal gruppo comprendente dipropilen diglicoledibenzoato, dimetossietilftalato, dnotti1-ftalato, diotti1sebacato , tutti prodotti noti e reperibili in commercio.

Le fibre impiegate per modificare 1'aspetto esterno del materiale da stampaggio/colaggio, e quindi del rullo finito ottenuto da esso, sono fibre cellulosiche naturali o sintetiche, fibre di vetro, di carbonio, wol1astoni te, asbesto, silice, allumina, carburo di silicio, ossido di zirconio, titanato di calcio, solfato di calcio, aramidiche e simili. Prima di mescolarle nella resina, 1e fibre vengono sottoposte ad un trattamento termico che serve ad eliminare eventuali e possibili presenze di umidit? attivando cos? il legame con il polimero. Il trattamento viene eseguito in forno per un periodo di 18-30 ore ad una temperatura di 95-150c'C, pref eribi1mente per 24 ore o pi? a 1?0cC.

Il colorante eventualmente inserito nella miscela di resina, plastificante e fibre, ? generalmente scelto tra quei coloranti o pigmenti normalmente utilizzati per colorare materiali plastici. Solo a scopo indicativo si possono menzionare: C.I. pigment red 57:1, C.I. pigment yellow 83, C.I. pigment green 7, C.I. pigment black 7, C.I. pigment red 101, C.I. pigment yellow 2, C.I. vat vio?et 9.

La preparazione della miscela da sottoporre allo stampaggio/colaggio viene ottenuta mescolando la fibra con gli altri componenti (resina, plastificante, eventualmente colorante) mediante agitato ri appositi per 30 minuti e a 70-90?C e a pH neutro. Alla fine della reazione, la miscela viene portata in un forno ad una temperatura di 70-110?C.

Il composto cos? ottenuto viene quindi trasferito in un reattore termostatato ad una temperatura di 80-100?C e sotto agitazione. Il materiale viene quindi degassato sotto vuoto per circa due ore.

Nel caso che come resina si impieghi un poliestere, si aggiunge poi una quantit? stechiometrica di diisocianato sempre sotto vuoto per circa 30 minuti, quindi si versa negli stampi e si trasferi see in forno. Il tempo di permanenza nel forno ? di 2-20 ore tra 90? e 200?C a seconda delle dimensioni dei pezzi. Durante questa permanenza avviene anche la reazione di attacco tra 1'anima metallica precedentemente adesivi zzata ed il composito colato, oppure la mescola viene direttamente estrusa su substrati metallici adesivizzati e fatta vulcanizzare in autoclave. Un'analisi al microscopio elettronico rivela che dalla superficie esterna deli 'artico1o stampato emergono fibre lunghe mediamente da 300 a 400 ??? con direzione sostanzialmente perpendicolare ad essa.

Esempio ?

In un reattore si portano 76,33 g di un poliestere liquido leggermente ramificato con gruppi idrossi 1ici terminali (Diorez PR 1, marchio registrato), si aggiungono quindi 17,57 g di dipropi 1endiglicoledibenzoato (Benzoflex, marchio registrato), 3 g di talco, 0,4 g di silice pirogena (come agente tissotropico) e 0,4 g di pigmento verde. A parte si scaldano per124 ore in un forno a 13G?C fibre cellulosiche naturali (spessore 28 ?m, lunghezza 620 ???), e quindi se ne portano 2,3 g nella miscela menzionata sopra. Si mescola il tutto per 30 minuti a 80?C e poi si porta in forno a S0?C. Si procede al degassaggio del materiale per due ore sotto vuoto, si aggiunge una quantit? stechiometrica di diisocianato e si tiene sotto vuoto per altri 30 minuti. Alla fine della reazione si versa in stampi contenenti un'anima metallica adesivizzata che vengono immessi in un forno ad una temperatura di 125?C e tenuti' per 12 ore a tale temperatura. L'articolo finite ha una durezza Shore A di 350 per cui si ottiene un rullo dalla cui superficie sporgono fibre lunghe 350 pm. Il rullo finito viene infine sagomato come richiesto.

Esempio 2

In un reattore si portano 31,1 g di PVC, 62,3 g di diott i1fta1ato e 3,4 g di adiuvanti. Dopo aver operato come descritto nell'Esempio 1, si aggiungono 3,2 g di fibre di rayon. Si mescola per 30 minuti a temperatura ambiente con un agitatore Cowless, quindi si cola in stampi contenenti 1'anima metallica da rivestire e si esegue la cottura per 2 ore a 150-190?C. Il pezzo finito viene sagomato nelle dimensioni desiderate a dare un rullo che presenta fibre emergenti lunghe 300 ??? ed ha una durezza Sh A di 30?.

Esempio 3

A 70 g di gomma nitrilica si aggiungono 2,5 g di carica, 1,5 g di ossido di zinco, 1,5 g di colorante rosso e antiinvecchiente (0,5 g). Si addizionano quindi 4 g di fibre di wol1astonite . Dopo degas sazione sotto vuoto per due ore, si aggiungono 18,7 g di acceleranti, si mescola il tutto mediante usuali macchine per gomma sino ad ottenere un composito omogeneo, e quindi si estrude su anime metalliche adesivizzate e si vulcanizza in autoclave. La durezza Shore A ? di 45?.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Rullo bagnante per la stampa offset, caratteri zzato dal fatto di essere costituito da un materiale incorporante migliaia di fibre di lunghezza e orientamento prestabiliti, con direzione sostanzialmente perpendicolare alla superficie del rullo, e comprendente essenzialmente: a) dal 60 all'80% in peso di una resina, b ) dall 1 al 10% in peso di fibre, c) dal 5 al 50% in peso di plastificante, e d) dallo 0 al 5% in peso di color?ante, dove tutte le percentuali sono riferite al peso totale della composi zione 2. Rullo bagnante secondo la rivendicazione 1, caratteri zzato dal fatto che le fibre sono scelte dal gruppo comprendente fibre di vetro, carbonio, wol lastonite, asbesto, cellulosiche naturali di origine animale o vegetale, o sintetiche, di silice, allumina, carburo di si1ico, ossido di zirconio, titanat o di calcio, solfato di calcio, aramidiche, o loro miscele, ed hanno uno spessore compreso tra 5 e 30 ??? ed una lunghezza oscillante tra 500 e 800 ???. 3. Rullo bagnante secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le fibre, prima della loro introduzione nella miscela di resina, plastificante ed eventualmente colorante vengono sottoposte ad un trattamento termico in forno di ?8-30 ore ad una temperatura di 95-150?C. 4. Rullo bagnante secondo la rivendicazione 3, caratteri zzato dal fatto che il trattamento termico delle fibre viene eseguito per- 24 ore in forno a 115?C . 5. Rullo bagnante secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la resina a scelta dal gruppo comprendente poliuretano, PVC , gomma nitr ilica, buti1e, butadiene, E P DM, stirenebutadiene e poliesteri. 6. Procedimento per la preparazione di rulli bagnanti da impiegare in particolare nella stampa offset, caratterizzato dal fatto che ad una miscela di resina, plastificante ed eventualmente colorante, si aggiungono fibre naturali di origine animale o vegetale, o artificiali, e si mescola per- 30 minuti a 78-90?C e a pH neutro, si porta quindi in forno a 70?1I0?C, si trasferisce in un reattore termostatato a 8O-!O0c'C e, dopo aver degassato per due ore sotto vuoto, si versa in stampi contenenti un'anima metallica adesivizzata che vengono tenuti in forno per' 2-20 or-e a 00-200CIC. ?. Procedimento per la preparazione di rulli bagnanti da impiegare in particolare nella stampa offset, caratteri zzato dal fatto che dopo aggiunta delie fibre condizionate alla miscela di resina, plastificante ed eventualmente colorante, si mescola su usuali miscelatori per gomme sino a quando si ottiene un composito omogeneo, e poi si estrude su anime metalliche adesi vizzate e si vulcanizza in autocl ave . 8. Rullo bagnante secondo la ri vendicazi one 2, caratteri zzato dal fatto che dalla sua superficie emergono fibre lunghe da 300 a 400 pm, e che la sua durezza Shore A compresa tra 25 45?.