Устройство для натяжения пленки при размотке рулона и печати

Область техники, к которой относится предложение.
Предложение относится к устройствам печатных машин специальных типов для печати на изделиях или материалах неограниченной длины, а также к устройствам для манипулирования тонкими гибкими рулонными материалами и установкам для натяжения, выравнивания или направление лент или полотнищ.
Уровень техники.
Известен способ и устройство для получения нанопористого полимерного материала с открытыми порами путем вытяжки полимерного изделия на основе аморфно-кристаллического полимера при комнатной температуре в присутствии жидких сред, вызывающих набухание полимера, до величины деформации от 10 до 300% от начальной длины (патент США 3426754; 1969; НПК США 128/156). Конструктивные элементы устройства не отражены в формуле изобретения.
Известен способ и устройство получения нанопористого полимерного материала с открытыми порами путем предварительной ориентации исходного полимера при вытяжке в среде, вызывающей набухание полимера, с последующей повторной вытяжкой при комнатной температуре в присутствии жидких сред в направлении, перпендикулярном направлению предварительной вытяжки исходного полимера (патент США 4257997; 1981; НПК США 264/145).
Конструктивные элементы устройства не отражены в формуле изобретения
Известен способ и устройство получения нанопористых полимерных материалов с открытыми порами путем одноосной вытяжки полимерного изделия вытянутой формы в среде с последующим ее удалением из объема изделия в условиях удержания образца в натянутом состоянии в направлении вытяжки (патент США 3839516; 1974; НПК США 264/41).
В качестве среды в указанном способе используют горючие легковоспламеняющиеся жидкие органические агенты, такие как алифатические кетоны, алифатические сложные эфиры, галогенированные углеводороды, углеводороды, азотсодержащие соединения, эфиры или смеси двух или более вышеперечисленных компонентов. Конструктивные элементы устройства не отражены в формуле изобретения.
Недостатками известного способа являются его сложность, высокая стоимость и пожароопасность, обусловленные использованием дорогостоящих легковоспламеняющихся агентов для вытяжки полимерных изделий, а также особые экологические показатели способа, связанные с использованием больших количеств токсичных и легковоспламеняющихся растворителей для проведения вытяжки полимерных изделий и с необходимостью обязательного проведения стадии рекуперации растворителей после завершения технологического процесса.
Известен способ и устройство для получения нанопористых полимерных материалов с открытыми порами путем одноосной вытяжки полимерного изделия вытянутой формы в физически активной жидкой среде (ФАЖС) с последующим ее удалением из объема изделия в условиях удержания изделия в натянутом состоянии в направлении вытяжки, в качестве полимера используют аморфный стеклообразный или аморфно-кристаллический полимер со степенью кристалличности выше 10%, а в качестве ФАЖС используют водную эмульсию типа масло-в-воде, содержащую воду в качестве протяженной фазы и эмульгированную в воде ФАЖС, не смешивающуюся с водой при температуре вытяжки, в качестве дисперсной фазы, при этом количество эмульгированной в воде ФАЖС должно быть не менее 2 об. %. (Патент РФ 2 576 049, МПК C08J 9/28, В82В 1/00 от 09.06.2014 г.). Конструктивные элементы устройства не отражены в формуле изобретения.
Известно устройство для получения подвергнутой растяжению термопластичной пленки, которую можно использовать в качестве запечатываемого материала, включающее экструдер для экструдирования термопластичного полимера в виде полотна, охлаждающий валок для работы при окружной скорости (Vj) и при температуре (Tj) для приема и охлаждения упомянутого полотна с получением, таким образом, пленки, второй валок для работы при окружной скорости (V2), превышающей упомянутую Vj, для приема упомянутой пленки при температуре (Т2), при этом упомянутый второй валок дистанцирован от упомянутого охлаждающего валка с получением интервала между валками, не превышающего одного дюйма между упомянутым охлаждающим валком и упомянутым вторым валком, для растяжения упомянутой пленки с получением пленки, характеризующейся однородной толщиной. Конструктивные элементы устройства отражены в формуле изобретения лишь формой валков и скоростями их вращения. Конструкция устройства не позволяет печатать на пленках из жесткоэластических полимеров.
Известна печатная машина для выполнения печатания на основе в виде рулона, предназначенная для нанесения на нее, по меньшей мере, одного оттиска, которая содержит, по меньшей мере, одну передающую систему для подачи основы на печатный цилиндр, по меньшей мере одну цилиндрическую или плоскую трафаретную печатную форму, имеющую ракель; при этом трафаретная печатная форма взаимодействует с печатным цилиндром и выполняет трафаретное печатание краской, содержащей пигменты, которые можно ориентировать магнитным полем и выгружающую систему для извлечения основы после выполнения печатания (Патент РФ 2333105, МПК B41F 17/14 опублик. 10.08.2007. Бюл. №22).
Конструкция устройства не позволяет печатать на пленках из жесткоэластических полимеров.
Известно устройство (а.с. СССР 1801911, МПК В65Н 16/00. опублик. 1999 г.) для размотки рулонного материала, содержащее приводные валики, соединенные пластинчатой цепью, замкнутые эластичные ремни и привод для их вращения, причем пластинчатые крепления приводных валиков обладают возможностью изменять геометрическую форму опорной поверхности в зависимости от конфигурации и изменения размеров сечения рулона.
Недостатком этого устройства является изменяющееся окружное усилие, передаваемое рулону в процессе размотки, которое при уменьшении диаметра рулона изменяется до значений, не обеспечивающих его вращение. Размотка в этом случае осуществляется в основном за счет сил натяжения материала, развиваемых рабочими органами последовательных механизмов, установленных на технологическом тракте машины. Это обстоятельство создает неравномерное напряженно-деформированное состояние материала в ходе процесса, которое затем влияет на точность измерения длины, размерные характеристики деталей кроя и качество готовых изделий.
Известно размоточное устройство (пат. РФ 2191152. МКИ В65Н 16/00, опублик 20.10.2002), содержащее установленные на консолях перекатные валики и приводной барабан, охваченные в "шахматном" порядке замкнутыми ремнями. Согласно этому техническому решению перекатные валики установлены с возможностью их совместного синхронного поворота с замкнутыми ремнями вокруг приводного барабана, при этом механизм синхронного изменения положения замкнутых приводных ремней выполнен с условием обеспечения постоянства сил их сцепления с разматываемым рулоном.
Недостатком этого устройства является конструктивная сложность, связанная с наличием механизма изменения положения замкнутых приводных ремней.
Наиболее близким по назначению и устройству является устройство для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати, содержащее неприводной рольганг, установленный на подпружиненной поворотной платформе, связанной шарнирным креплением со стационарным основанием, имеющим неподвижную опору, образующую щелевой зазор для движущегося материала с возможностью стабилизации его натяжения. (Патент РФ 2291099, МПК В65Н 23/00, опублик. 10.01.2007 бюл. №1)
Недостатком известного устройства является невозможность натяжения запечатываемого локального участка материала до относительных удлинений 5-40% и удержания его в напряженно-деформированном состоянии при печати во время печати жидкой краской с последующим сокращение отпечатка.
Сущность предложения
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является натяжение запечатываемого локального участка материала до относительных удлинений 5÷40% и удержания его в напряженно-деформированном состоянии при печати во время печати жидкой краской с последующим сокращение отпечатка.
Техническая задача решается тем, что устройство для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати, содержащее механизм привода, транспортирующие валики, и неприводной валик, установленный на поворотном элементе, связанным шарнирным креплением со стационарным основанием, имеющим неподвижную опору, согласно предложения, дополнительно содержит привод поворотного элемента, фиксаторы положения пленки на валиках и печатный стол, расположенные таким образом, чтобы длина участка деформируемого материала между приводные валиками с фиксаторами и неприводным валиком, установленным на поворотном элементе было меньше длины участка деформируемого материала на печатном столе на 5÷40%, а фиксаторы положения пленки на валиках синхронно прижимали или освобождали деформируемый материал при движении поворотного элемента одновременно или независимо друг от друга в программируемом порядке.
Полезная модель иллюстрируется схемами устройства и пооперационным описанием функционирования устройства.
Фиг. 1 - Схема устройства для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати:
1 - полимерная пленка;
2 - приводные валики;
3, 4, 5 - фиксаторы положения пленки на валиках;
6 - поворотный элемент с неприводным валиком;
7 - рулон запечатанной пленки на приводном валике;
8, 10 - предварительно деформируемые участки пленки;
9 - деформируемый участок пленки на столе;
11 - печатный стол.
Фиг. 2 - Зависимость растягивающего напряжения в пленке от деформации:
12 - первое растяжение и сокращение;
13 - второе растяжение и сокращение;
14 - третье растяжение и сокращение.
Фиг. 3 - Схема устройства для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати на операции предварительной деформации растяжения полимерной пленки до печати:
1 - полимерная пленка;
2 - приводные валики;
3, 4, 5 - фиксаторы положения пленки на валиках;
6 - поворотный элемент с неприводным валиком;
7 - рулон запечатанной пленки на приводном валике;
8, 10 - предварительно деформируемые участки пленки;
9 - деформируемый участок пленки на столе;
11 - печатный стол.
Фиг. 4 Схема устройства для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати в положении до и после предварительной циклической деформации полимерной пленки.
1 - полимерная пленка;
2 - приводные валики;
3,4,5 - фиксаторы положения пленки на валиках;
6 - поворотный элемент с неприводным валиком;
7 - рулон запечатанной пленки на приводном валике;
8, 10 - предварительно деформируемые участки пленки;
9 - деформируемый участок пленки на столе;
11 - печатный стол.
Фиг. 5 Схема устройства для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати на операции печати (нанесения краски) на деформированной пленке.
1 - полимерная пленка;
2 - приводные валики;
3, 4, 5 - фиксаторы положения пленки на валиках;
6 - поворотный элемент с неприводным валиком;
7 - рулон запечатанной пленки на приводном валике;
8, 10 - предварительно деформируемые участки пленки;
9 - деформируемый участок пленки на столе;
11 - печатный стол.
Фиг. 6 Схема устройства для натяжения деформируемых материалов при размотке рулона и печати после печати на деформированной пленке на операции сокращения отпечатка и сушки.
1 - полимерная пленка;
2 - приводные валики;
3, 4, 5 - фиксаторы положения пленки на валиках;
6 - поворотный элемент с неприводным валиком;
7 - рулон запечатанной пленки на приводном валике;
8, 10 - предварительно деформируемые участки пленки;
9 - деформируемый участок пленки на столе;
11 - печатный стол.
Описание устройства в режиме функционирования.
На первой стадии (фиг. 1) заправленная в устройство для натяжения легкодеформируемых материалов при размотке рулона и печати пленка жесткоэластического полимерного материала 1 прижимается к валикам всеми тремя фиксаторами положения 3, 4, 5 и удерживается в точках прижатия силой трения пленки о гуммированную поверхность валков. Далее (фиг. 3) поворотный элемент с валиком 6, связанный шарнирным креплением со стационарным основанием поворачивается (привод не показан) на угол 15 градусов и растягивает правую (8) и левую (10) ветви фиксированного участка пленки до относительной деформации 15-25%, затем (фиг. 4) поворотный элемент с валиком 6 возвращается в исходное положение, позволяя пленке самопроизвольно сократиться. При этом в пленке формируются «крейзы», открываются и закрываются микропоры в их структуре. Восстановление размеров пленки обусловлено особыми деформационными свойствами жесткоэластического полимерного материла (фиг. 2). Для повторного растяжения пленки жесткоэластического полимерного материала требуется напряжение на 35-40% меньшее.
На второй стадии пленка протягивается на длину участка 11 за счет вращения приводного валика с приемным рулоном 7 и удерживается фиксаторами положения пленки 3, 5. Фиксатор положения 4 не прижимается к валику. Поворачиваясь на угол 45 градусов поворотный элемент с валиком 6 повторно растягивает участок пленки 8 и участок пленки 9 до относительной деформации 15-25%, причем пленка на участках 9 и 8 деформируется повторно, а участок левой ветви 10 участка практически не растягивается, т.к. предел текучести повторного растяжения пленки жесткоэластического полимерного материала меньше предела текучести растяжения недеформированной пленки жесткоэластического полимерного материла (фиг. 2).
На третьей стадии при достижении поворотный элемент с валиком 6 нижней точки на участок пленки 9 через трафаретную форму или шаблон наносится краска в жидком или аэрозольном состоянии. Сразу после нанесения краски поворотный элемент с валиком 6 возвращается в исходное положение и участки пленки 8 и 9 сокращаются до исходных размеров со скоростью релаксации эластической деформации полимерного материала. Запечатанная пленка сушится и протягивается на приемный рулон 7.