ЭЛАСТИЧНАЯ ПЕЧАТНАЯ ФОРМА ДЛЯ ФЛЕКСОГРАФИИ

Изобретение относится к флексографии, являющейся вариантом способа печати, при котором применяются эластичные печатные формы (флексоформы) различной твердости, имеющие рабочие выступы и пробельные элементы. Это обстоятельство в сочетании с использованием жидких маловязких красок позволяет печатать этим способом на самых разных материалах (бумаге, картоне, фольге, полимерных пленках и др.) при изготовлении упаковки. Таким образом, флексографские печатные секции являются частью линии в такого рода поточных производствах одновременно с упаковочными и отделочными процессами и, в частности, для маркировки упаковочной ленты.
Удобство встраивания печатного процесса в линии по производству различных продуктов является большим преимуществом по сравнению с другими способами печати, но имеет и свой недостаток т.к. к печатному процессу предъявляются те же требования, как и ко всей линии в целом. Так, повышение производительности за счет увеличения скорости линии требует от печатной формы способность воспринимать и переносить краску от анилоксового валика на запечатываемый материал (субстрат) за более короткое время и скорейшего ее высыхания. Перенос краски зависит от многих факторов, в том числе от толщины красочного слоя на печатной форме, времени контакта и удельного давления печати. Это количество приближенно можно определить формулой Уолкера-Фецко, где учитывается предполагаемое количество краски, проникающей в запечатываемый материал и коэффициент расщепления оставшегося слоя.
С увеличением скорости печати на впитывающих и невпитывающих запечатываемых материалах время контакта формы и субстрата становится меньше и количество переносимой краски уменьшается. Но увеличением давления и толщины красочной пленки между плоской рабочей поверхностью выступов флексоформы и субстратом это уменьшение количества переносимой краски не компенсировать, т.к. краска выдавливается в стороны, за пределы рабочей поверхности, тем самым снижая качество печати, см. патент РФ 2314926.
Поэтому, задачей является выбор таких условий переноса красочной пленки на субстрат, чтобы при наименьшем ее количестве, воспроизводить необходимую оптическую плотность и однородность данного рисунка.
В соответствии с изобретением поставленная задача решается тем, что эластичная печатная форма для флексографии имеет на своей поверхности выступы и пробелы, а рабочая поверхность выступов имеет открытые наружу микроячейки размер которых меньше ширины линий флексоформы для переноса красочного слоя путем увеличения местного давления в микроячеках.
Микроячейки на плоской рабочей поверхности эластичной печатной формы открыты наружу в сторону субстрата и выполнены круглой, шестиугольной или произвольной формы, размер которых более чем в два раза меньше ширины линий флексоформы. Ширина стенок между ячейками минимальна с тем, чтобы они могли в процессе работы деформируясь изменять объем ячеек и тем самым создавать в месте контакта повышенное давление краски на запечатываемый материал, но препятствовали бы растеканию ее за пределы ширины линии рисунка, Подбирая их профиль и размеры для каждого конкретного случая можно регулировать толщину переносимого на субстрат красочного слоя на самых разных материалах и в широком диапазоне скоростей, тем самым, обеспечивая необходимое качество рисунка. Наибольший эффект получаем когда контур ячейки имеет замкнутый характер и толщина стенок между ячейками минимальна.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено на:
фиг.1 - перенос краски на субстрат в известном устройстве;
фиг.2 - недостатки работы известного устройства;
фиг.3 -перенос краски на субстрат в заявленном изобретении;
фиг.4- 9 -пример реализации изобретения путем гравировки матрицы профильным алмазным гравером.
Поясним сущность заявленного технического решения на примере печати буквенно-цифровой информации на упаковочной ленте конвейерной линии упаковки. Известная флексоформа 1 (фиг.1) имеет пробельные 2 и выступающие 3 элементы, рабочая поверхность 4 которых плоская (точнее «гладкая»). В процессе работы исходная толщина красочного слоя 5 при взаимодействии выступов 3 и запечатываемого материала 6 разделяется на впитываемую в материал часть 7 и невпитываемую, которая разделяется примерно поровну на 8 и 9. Количество впитавшейся краски 7 зависит от свойств материала 6 и давления, с которым краска вдавливается в материал. А это давление, которое можно приложить без потери качества, в свою очередь, зависит от способности краски 10 (фиг.2) растекаться в стороны из промежутка между рабочей поверхностью 4 и материалом 6 под воздействием усилия между этими поверхностями при данной толщине красочной пленки. На фиг.3 показано исполнение эластичной печатной формы в соответствии с изобретением, где 11, 12, 13 и 14 -различное положение ячеек на рабочей поверхности формы, параметры которых подбираются экспериментально.
Реализовать заявленное техническое решение можно несколькими способами.
а) в классическом способе получения резиновой формы -металлическая патрица - матрица - резиновая флексоформа, где форма является третьим поколением изображения, в соответствии с изобретением предлагается использовать металл (цинковую пластину, магниевую и т.д.) для изготовления металлической патрицы, с уже нанесенным заранее рисунком ячеек.
б) в способе получения формы из пластика, получаемой путем экспонирования полимера с последующим вымыванием незадубленного слоя, в соответствии с изобретением предлагается использовать полимер с заранее нанесенным рисунком ячеек;
в) в способе получения формы из пластика, получаемой путем экспонирования полимера с последующим вымыванием незадубленного слоя, в соответствии с изобретением предлагается наносить рисунок ячеек одновременно с нанесением рисунка формы путем последовательного или одновременного экспонирования полимера в зависимости от конкретного требования к флексоформе;
г) в способе получения формы из резины путем лазерного гравирования, в соответствии с изобретением предлагается использовать резиновую заготовку с уже нанесенным заранее рисунком ячеек;
д) в способе получения формы из резины путем лазерного гравирования, в соответствии с изобретением предлагается наносить рисунок ячеек одновременно или последовательно с нанесением рисунка формы, в зависимости от конкретного требования к флексоформе;
е) способ получения флексоформы, в соответствии с изобретением предполагает гравирование на некоторую глубину гравером определенного профиля матрицы с последующим наполнением гравированного объема резиновой смесью и последующей вулканизацией;ж) способ получения флексоформы, в соответствии с изобретением предполагает в качестве материала для матрицы использовать прессованный материал в своей основе состоящий из растительных или синтетических волокон или гранул, связанных фенолформальдегидными, карбамидными или другими смолами, которые при гравировке разрушаются, образуя на рабочей поверхности формы нерегулярный рисунок ячеек.
Наиболее универсальным является способ получения флексоформы с требуемыми качествами по пункту е). Способ может быть реализован путем гравировки матрицы на трех- или пятикоординатном станке с ЧПУ. На трехкоординатном станке наибольший объем ячеек имеем если выбрать подачу на оборот (шаг подачи) одноперового гравера кратной целому числу долей от диаметра описываемой его вершиной окружности, то след его вершины на горизонтальной плоскости примет вид фиг.4, фронтальное сечение этой поверхности будет иметь вид фиг.5. На пятикоординатном станке, где шпиндель имеет наклон в сторону направления движения или в противоположную, имеем след вершины гравера как на фиг.6 или фиг.7 соответственно, а развертка каждой канавки примет вид фиг.8. Выбирая шаг подачи и геометрические параметры гравера (фиг.9), а именно: передний угол в плане 15 от 4 градусов до 60 и задний угол в плане 16 от 4 градусов до 90 градусов можно в каждом отдельном случае получать глубину ячеек от максимальной до нулевой соответственно.
Покажем взаимодействие заявленной флексоформы и запечатываемого материала на примере маркировки упаковочных материалов мелкотоварной продукции где наиболее часто применяются шрифты с высотой букв и цифр 2-5 мм. и шириной линий 0.05-0.3 мм.
Работает заявленное устройство следующим образом (фиг.3).
Каждая микроячейка флексоформы при взаимодействии с субстратом проходит ряд положений, в которых находится в одном из состояний: 11) свободное состояние, аналогичное известному; 12) касание одной из сторон ячейки и начало свободного перетекания краски из одной ячейки в другую;
13) герметизация ячейки, начало увеличения давления, протискивания краски через неплотности прилегания стенок и втирания под давлением излишков краски между флексоформой и субстратом; 14) максимальное давление для впитывания краски.
Кроме того, при больших скоростях относительного перемещения флексоформы и субстрата наблюдаем явление аналогичное гидроудару, т.е. увеличению местного давления при уменьшении объема несжимаемой жикости в замкнутом пространстве микроячейки. Подтверждением сказанному служит тот факт, что наибольший эффект проявляется на больших скоростях на твердых резинах (больше 70 ед. по Шору)
На невпитываемых материалах также улучшается процесс переноса краски за счет втирания под давлением краски на участке 13).