ФОРМНЫЙ ЦИЛИНДР Российский патент 2015 года по МПК B41F13/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области валиков, используемых в полиграфической промышленности. Более конкретно, настоящее изобретение относится к формному цилиндру для флесографских печатных машин.

Предпосылки создания изобретения

Флексографская печать используется для ряда различных применений печати. В этой технологии используется печатная форма с топографическим рисунком, соответствующим отображению изображения, подлежащего печати, и печатная форма установлена на формном цилиндре. Печатная краска наносится на печатную форму и затем печатная краска переносится на непрерывный рулон, который подается через зону печатного контакта, образованную формным цилиндром и печатным цилиндром. Флексографская печатная машина может работать со скоростью до 1000 м/мин.

В известной конфигурации ряд печатных форм установлен на формном цилиндре в виде сегментов. Например, десять сегментов могут быть расположены в шахматном порядке для закрытия всей площади поверхности формного цилиндра. Это означает, что печатные формы будут прикладывать периодические вдавливающие усилия к печатному цилиндру.

Укомплектованная печатная машина представляет собой сложную конструкцию, состоящую из множества соединенных и подвижных частей. Что касается большей части механических систем, вибрации могут возникать и распространяться внутри системы. При возникновении таких вибраций, близких к резонансной частоте печатной машины, амплитуда вибраций возрастает и может стать причиной возникновения дефектов в напечатанных изображениях, а также износа подвижных частей системы. Этот эффект возникает от так называемого отскакивания и зависит от суммы всех частот системы, например скоростей вращения цилиндров, а также периодических вдавливающих усилий, обусловленных печатными формами для нанесения рисунка.

Отскакивание формного цилиндра может вызвать дефекты в печатном изображении в любом из двух направлений за счет того, что формный цилиндр теряет контакт с анилоксовым цилиндром, т.е. цилиндром, подающим печатную краску на формный цилиндр, или за счет того, что формный цилиндр теряет контакт с полотном, на котором должна выполняться печать.

Так как процесс печати зависит от периодического удара топографических выступов печатной формы о печатный цилиндр, существует большая вероятность того, что отскакивание будет возникать в конкретной точке во время ускорения и замедления системы. Это обусловлено тем, что частота ударной силы топографических выступов печатной формы будет увеличиваться за счет линейной скорости. Следовательно, когда частота ударной силы равна ответной частоте оправок, будет возникать отскакивание.

Печатные формы могут быть закреплены на формном цилиндре с помощью одноразовой липкой ленты, которая имеет три функции: для обеспечения закрепления печатных форм, для компенсации изменений собственной толщины печатной формы и смягчения удара о печатный цилиндр.

Обычное количество заказанного отпечатанного материала составляет 25000-30000 м. Рабочая скорость 600 м/мин приводит к замене печатных форм каждый час. Следовательно, большое количество липкой ленты будет использоваться для демпфирования периодического удара, и попытка повысить демпфирование удара будет приводить к увеличению толщины ленты, включая большие затраты и значительное количество работы во время замены печатных форм.

Раскрытие изобретения

Следовательно, целью настоящего изобретения является устранение или уменьшение вышеописанных проблем.

Другой целью настоящего изобретения является создание формного цилиндра для повышения качества печати флексографской печатной машины за счет уменьшения или даже исключения отскакивания.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения описан формный цилиндр. Формный цилиндр содержит вращающийся вал, содержащий средство для закрепления по меньшей мере одной печатной формы на упомянутом валу, причем упомянутый вращающийся вал содержит внутренний цилиндрический корпус, выполненный из первого материала, промежуточную гильзу, выполненную из второго материала, и наружную гильзу, выполненную из третьего материала, причем модуль Юнга упомянутого второго материала значительно меньше модуля Юнга упомянутых первого и третьего материалов.

Первый материал может быть таким же, что и третий материал, который имеет преимущество в том, что формный цилиндр может быть изготовлен за счет менее сложного процесса, включающего меньшее количество сырьевых материалов.

Модуль Юнга упомянутых первого и третьего материалов может быть больше 50000 Н/мм², и модуль Юнга упомянутого второго материала может быть меньше 10000 Н/мм². Следовательно, формный цилиндр будет иметь достаточную наружную жесткость при обеспечении уменьшенного или даже устраненного отскакивания.

Промежуточная гильза может проходить по всей длине вращающегося вала, что является преимущественным в том, что эффект уменьшенного отскакивания обеспечен для всех печатных форм вдоль длины формного цилиндра.

Расстояние между промежуточной гильзой и наружной поверхностью вращающегося вала может быть меньше расстояния между промежуточной гильзой и осью вращения упомянутого вращающегося вала. Следовательно, толщина промежуточной гильзы может быть сделана более тонкой при обеспечении уменьшенного отскакивания.

Печатная форма может быть флексографской печатной формой.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения описана печатная машина, содержащая по меньшей мере один формный цилиндр в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутое, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше понятны из нижеследующего пояснительного и неограничивающего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичный вид установки формного цилиндра в печатной машине;

фиг.2 - график, показывающий отскакивание в зависимости от скорости машины;

фиг.3 - вид в разрезе формного цилиндра в соответствии с вариантом осуществления;

фиг.4a - вид сверху расположения печатных форм; и

фиг.4b - перспективный вид формного цилиндра, включающего в себя расположение печатных форм на фиг.4a.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Со ссылкой на фиг.1, схематично изображена секция подачи печатной краски флексографской печатной машины. Полотно 2 бумажного материала, например полотно картона, подается через зону печатного контакта, образованную формным цилиндром 4, вращающимся против прижимного ролика 6 печатной машины. Печатная краска подается на формный цилиндр 4 из узла 12 подачи печатной краски через анилоксовый валик 8, который вращается против формного цилиндра 4. Печатные формы 10 с топографическим рисунком, соответствующим изображению, которое должно быть напечатано, расположены на наружной поверхности формного цилиндра 4, так что печатная краска прилипает только к выступающим участкам печатных форм 10. Когда печатная форма 10 находится в контакте с полотном 2, печатная краска переносится на полотно 2, таким образом, создается изображение.

Флексографская печатная машина обычно имеет множество секций подачи печатной краски, так что каждая секция подачи печатной краски отвечает за конкретный цвет. Например, флексографская печатная машина может иметь четыре секции подачи печатной краски: для голубого, пурпурного, желтого и черного. Дополнительные секции также могут быть предусмотрены для подачи печатной краски конкретного цвета, который не может быть правильно создан за счет смешивания уже имеющихся цветов.

Во время работы печатной машины вибрации создаются и распространяются через печатную машину. Скорость вращения роликов, а также топографического рисунка печатных форм способствует распределению общей частоты, которое схематично показано на фиг.2 в зависимости от скорости вращения формного цилиндра.

Когда скорость увеличивается при пуске, в печатной машине возникают вибрации. При конкретной скорости печатной машины возникает резонанс, так что амплитуда вибрации увеличивается, создавая отскакивание. Так как скорость дополнительно увеличивается, резонанс исчезает, и отскакивание прекращается. Однако полотно, подаваемое через зону печатного контакта в резонансном диапазоне частот, имеет низкое качество печати и не может использоваться для формирования готового продукта, такого как упаковочный многослойный материал для упаковки жидких пищевых продуктов.

На фиг.3 изображен формный цилиндр 100, выполненный с возможностью уменьшения или исключения эффекта отскакивания. Формный цилиндр 100 может заменять формный цилиндр 4, изображенный на фиг.1.

Формный цилиндр 100 содержит вращающийся вал 110, имеющий ось R вращения, вокруг которой вращается вращающийся вал во время работы. Вращающийся вал 110 имеет внутренний цилиндрический корпус 112, выполненный из первого материала, и промежуточную гильзу 114, которая окружает и вмещает внутренний цилиндрический корпус 112. Промежуточная гильза 114 выполнена из второго материала. Наружная гильза 116, выполненная из третьего материала, расположена на наружной стороне промежуточной гильзы 114, так что наружная гильза 116 вмещает и окружает промежуточную гильзу 114.

На вращающемся валу 110 расположена дополнительная гильза 120, и печатные формы 130 закреплены на гильзе 120 при помощи липкой ленты 140. Гильза 120 плотно посажена на наружной поверхности вращающегося вала 110. Для достижения простой установки и снятия гильзы 120 наружная поверхность наружной гильзы 116 содержит множество отверстий для подачи сжатого воздуха. Следовательно, сжатый воздух подается, когда гильза 120 должна устанавливаться или сниматься, так что гильза 120 может скользить по вращающемуся валу 110 с низким коэффициентом трения. В альтернативных вариантах осуществления гильза 120 и/или печатная форма 130 могут содержать подходящий клей.

Материал внутреннего цилиндрического корпуса 112 может быть идентичен материалу наружной гильзы 116. В одном варианте осуществления материалом внутреннего цилиндрического корпуса 112 и наружной гильзы 116 может быть сталь с модулем Юнга приблизительно 210000 Н/мм². В другом варианте осуществления материалом внутреннего цилиндрического корпуса 112 и наружной гильзы 116 может быть углеродное волокно с модулем Юнга приблизительно 150000 Н/мм².

Вторым материалом, т.е. материалом промежуточной гильзы 114, может быть упругий материал с модулем Юнга 10-1000 Н/мм². Таким материалом может, например, быть резина или любой полимерный материал, известный сам по себе. В предпочтительном варианте осуществления материал промежуточной гильзы 114 имеет композитную структуру с номинальной плотностью 35-100 кг/м³, и при комнатной температуре с прочностью сжатия 0,4-100 мПа, модулем упругости при сжатии 40-150 мПа, прочностью при растяжении 1-3,5 мПа, модулем упругости при растяжении 50-130 мПа, прочностью при сдвиге 0,4-1,6 мПа, модулем упругости при сдвиге 10-35 и деформацией сдвига 10-40%.

Промежуточная гильза 114 предпочтительно расположена рядом с наружной поверхностью вращающегося вала 110, так что расстояние между промежуточной гильзой 114 и наружной поверхностью вращающегося вала значительно меньше расстояния между промежуточной гильзой 114 и центром вращающегося вала 110. Наружная гильза 116 обеспечивает жесткую поверхность, на которой могут быть закреплены дополнительная гильза 120 и печатные формы 130. Промежуточная гильза 114 может быть сделана более тонкой, так как она расположена рядом с наружной поверхностью вращающегося вала 110. Это связано с тем, что упругость будет уменьшена за счет жесткости наружной гильзы 116.

Печатные формы 130 и липкая лента 140 являются одноразовыми расходными элементами, которые используются только один раз. Вращающийся вал 110 может быть постоянной частью печатной машины.

Расположение печатных форм показано на фиг.4a и 4b, где десять печатных форм 130 расположены в шахматном порядке. Длина двух соседних печатных форм 130 соответствует диаметру формного цилиндра, в то время как ширина пяти соседних печатных форм соответствует длине формного цилиндра 100. Расположение в шахматном порядке влияет на отскакивание.

Когда формный цилиндр 100 расположен в флексографской печатной машине, промежуточная гильза 114 из упругого материала будет уменьшать амплитуду удара периодического рисунка печатных форм о печатный цилиндр. Следовательно, резонанс может быть значительно уменьшен, так что предотвращено отскакивание.

Настоящее изобретение в основном было описано выше со ссылкой на некоторые варианты осуществления. Однако, как является хорошо понятным специалисту в данной области техники, другие варианты осуществления кроме вариантов осуществления, описанных выше, одинаково возможны в объеме настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Предложен формный цилиндр. Формный цилиндр содержит вращающийся вал со средством для закрепления по меньшей мере одной печатной формы на упомянутом валу, причем упомянутый вращающийся вал имеет внутренний цилиндрический корпус, выполненный из первого материала, промежуточную гильзу, выполненную из второго материала, и наружную гильзу, выполненную из третьего материала, причем модуль Юнга упомянутого второго материала значительно меньше модуля Юнга упомянутого первого и третьего материала. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Формный цилиндр (4, 100), содержащий вращающийся вал (110), имеющий средство для закрепления по меньшей мере одной печатной формы (130) на упомянутом валу (110), причем упомянутый вращающийся вал (110) имеет внутренний цилиндрический корпус (112), выполненный из первого материала, промежуточную гильзу (114), выполненную из второго материала, и наружную гильзу (116), выполненную из третьего материала, причем модуль Юнга упомянутого второго материала значительно меньше модуля Юнга упомянутых первого и третьего материала.

2. Формный цилиндр по п.1, в котором упомянутый первый материал является таким же, что и упомянутый третий материал.

3. Формный цилиндр по п.1 или 2, в котором модуль Юнга упомянутых первого и третьего материала больше 50000 Н/мм², и модуль Юнга упомянутого второго материала меньше 10000 Н/мм².

4. Формный цилиндр по п.1, в котором промежуточная гильза (114) проходит по всей длине вращающегося вала (110).

5. Формный цилиндр по п.1 или 4, в котором расстояние между промежуточной гильзой (114) и наружной поверхностью вращающегося вала (110) меньше расстояния между промежуточной гильзой (114) и осью (R) вращения упомянутого вращающегося вала (110).

6. Формный цилиндр по п.1, в котором упомянутая печатная форма (130) является флексографской печатной формой.

7. Печатная машина, содержащая по меньшей мере один формный цилиндр по любому из пп.1-6.